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speos透明材料吸收率设置方法

发布时间:2023-07-07 13:26:58人气:226

保证speos模拟准确性最重要的一步就是材料属性的设置,设置材料属性可以直接应用材料文件,但有些材料只有透射率和折射率等属性,这就需要我们手动进行设置。  

在speos中除了散射材料以外都可以手动设置材料参数。那么如何设置更准确?本文将从材料属性解读到案例分析逐一进行讲解。  

1.材料属性参数解读  

打开Speos的材料属性定义,类型选择Volume&Surfaceproperties。 

 材料参数 Volume类型中选择Optic.png

在Volume类型中选择Optic,此时就可以手动设置材料的吸收率Absorption,单位是mm-1,也就是每mm的吸收率是百分之几,比如每mm吸收率是5%,那这里就要设置0.05mm-1。  

有时我们拿到的吸收率数据并不是以每mm为单位,而是其他厚度下的吸收百分比需要进行换算。  

比如某材料吸收率是5%每2mm,假设吸收率每mm是a,则1-[(1-a)^2]=0.05可计算出a=2.5,此材料的吸收率是2.5%每mm,材料设置中Absorption为0.025mm-1。  

2.光经过介质边界的光损  

实际应用中,除了需要计算材料本身体属性的吸收率意外,还需要考虑光经过介质边界(入射面和出射面)的光损,而往往我们模拟的数值与实际测试的数值存在偏差,这是由于光穿过两种介质的边界时有一定的光损,用speos模型验证一下:  

光经过介质边界的光损.png

此模型采用平行面光源,光通量100lm,经过一个厚度为1mm的吸收率为0的透明介质,折射率为1.5。模拟光损:  

探测器接收到的光通量为92.3lm,光损7.7%  

接下来设置材料吸收率为0.1mm-1,模拟光损:  

探测器接收到的光通量为83.4lm,92.3lm*(1-10%)=83.1%,可以得出吸收率的光损和穿过介质边界的光损是叠加计算的。  

另外,尝试设置不同的材料折射率,探究折射率对介质表面光损的影响。  

材料吸收率为0的前提下,分别设置1.3和1.7的折射率,检查光损:  

折射率1.3,探测器接收光通量96.7,光损3.3%。  

折射率1.5,探测器接收光通量92.3,光损7.7%。  

折射率1.7,探测器接收光通量87.4,光损12.6%。  

由此可见,折射率对于光损也有很大影响。  

3.根据材料样板测试结果设置吸收率  

一块透明pc材料样板,厚度2mm表面抛光,由实验室测得其透光率为82%,折射率为1.58。使用speos模拟出此材料4mm的透光率。

根据材料样板测试结果设置吸收率.png  

首先在spoes中建立简单模型,设置4mm厚度的透明材质,透射率为0,折射率为1.58,模拟出光损为9.6%  

接下来设置计算材料样板每mm的透射率:tt^2=0.82/0.904t=0.952  

则材料样板每mm的吸收率为0.048。  

将此吸收率输入到speos材料属性中,再次模拟得出4mm厚度下的透光率。  

探测器接收到的光通量为74.5lm,4mm厚度的透光率为74.5%



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