专题:光学系统
使用仿真软件对各类光学系统进行仿真,帮助理解原理、排查问题、预测性能和优化设计。

体散射(Volume Scattering)

GMPT

1. 前言

  体散射是描述光线进入某种介质后由于与介质内部的微粒相互作用而发生的散射现象。它在各种不同的物质中都可能发生,如雾、云、水、玻璃以及其他多种材料。体散射的研究对于理解光与物质的相互作用具有关键性的意义,尤其是在光学、大气科学、生物医学和材料科学等领域。研究光的体散射对于计算机渲染,材料检测,光学照明等均有重大意义。Rayzen为科学家和工程师提供了一个专用的工具,帮助他们更好地理解和模拟光与材料的交互过程。使用非序列光学仿真软件对体散射仿真至关重要,原因如下:

1.准确性: Rayzen能够准确地模拟和计算体散射模型中的各项参数,确保在实际应用中得到的结果与理论预测相符。

2.高效性: Rayzen可以通过并行运算,在短时间内完成大量的计算和模拟,大大提高了研究和开发的效率。

3.可视化: 通过Rayzen中的预览场景功能,可以直观地看到光线与材料交互的过程,更好地理解散射现象,从而进行更为精确的分析和优化。

4.跨学科应用: 体散射模型不仅在大气科学和生命科学中有应用,还可以在其他领域如物理、化学和工程中得到广泛使用。GMPT仿真软件的广泛性使其未来应用上有更多的可能性。

2. 仿真工具

  本专题采用 RAYZEN 光学系统仿真软件对体散射进行仿真。RAYZEN 基于低差异序列蒙特卡洛、非序列正向光线追迹与快速求交算法,通过分析材料内粒子种类,平均自由程,各向异性参数、材料属性以及对光线在复杂光学系统中的传播路径、折射、反射、散射等行为产生的作用和影响,可以广泛用于光学元件和光电模组的杂散光分析,照明系统光照分布、以及生物医学,材料学,气象学研究领域。

3. Henyey-Greenstein 体散射仿真案例

1)Henyey-Greenstein 体散射

4. 总结

  本专题采用 RAYZEN 实现了对Henyey-Greenstein 体散射的照度分布仿真,展示了材料内散射粒子属性的构建过程,散射曲线和照度分布的分析,有助于我们了解 RAYZEN 软件的功能和操作,深度理解软件进行光学仿真的原理,为进一步分析材料属性,光线传播路径提供支撑。