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Designing an Optical System? The Synopsys SmartStart Library Can Help
광학 시스템 설계에 도움이 되는 Synopsys SmartStart Library
단순한 광원과 검출기 이상의 기능을 갖춘 광학 시스템을 설계하고 있습니까? 예라고 대답한 경우 Synopsys SmartStart Library의 데이터를 사용할 수 있습니다.
SmartStart Library는 LucidShape, LucidShape CAA V5 Based 또는 LightTools에서 사용할 수 있는 라이센스가 부여된 상용 유리, 플라스틱 및 표면 처리에 대한 광범위한 광학 데이터 모음입니다. Library의 데이터 세트는 유리 또는 플라스틱 광학 볼륨에서 빛이 어떻게 동작하는지 또는 빛이 표면 처리와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 완전한 그림을 제공합니다.
많은 광학 설계자에게 일반적인 프로젝트에는 다음 단계가 포함될 수 있습니다:
1. 시스템에 사용할 재료와 표면 처리 결정
2. 광학 재료, 광학 코팅 또는 텍스쳐 공급업체로부터 샘플 또는 데이터 얻기
3. 샘플 측정 또는 데이터를 광학 설계 소프트웨어에 통합
이것은 시간이 많이 걸리고 지루한 과정입니다. 대안으로, SmartStart Library에서 재료 데이터를 간단히 선택할 수 있습니다. 다음 예를 읽고 이것이 어떻게 시간과 노력을 절약할 수 있는지 알아보십시오.
Amber Is Not Just for Dinosaur Movies
다양한 라이브러리를 설계에 적용
색상은 많은 광학 시스템에서 중요한 고려 사항입니다. 일반적으로 황색 또는 노란색인 자동차 방향 지시등의 경우 원거리 조명 분포로 전송되는 빛의 색상이 엄격하게 규제됩니다. 또한 램프의 점등 여부는 일반적으로 전체 차량이 얼마나 잘 인식되는지에 영향을 미칩니다. 선호하는 공급업체에서 유색 플라스틱 샘플을 얻을 수 있지만 두께가 다른 플라스틱(또는 램프)은 어떻게 보일까요? 유럽경제위원회(ECE) 및 미국 연방 자동차 안전 표준(FMVSS) 색상 테스트를 통과하시겠습니까? SmartStart Library가 도움이 될 수 있습니다.
지속적으로 성장중인 SmartStart Library는 현재 Covestro, Röhm, and SABIC에 대하여 12개 이상의 노란색 및 주황색 플라스틱 라이브러리를 보유하고 있습니다. 다음 차트는 라이브러리에서 다양한 두께를 가진 두 종류의 황색 플라스틱을 통과한 (전구와 같은) 3000K의 흑체 복사기에 대한 빛의 색도를 ECE Regulation 48 Amber 색상 상자와 대조하여 보여주고 있습니다.
ECE Regulation 48 Amber 색상 상자 및 다양한 두께를 가진 두 종류의 황색 플라스틱을 투과한 빛의 색도
보시다시피 방향 지시등이 합법적인지 확인하려면 플라스틱, 광원의 스펙트럼 및 재료 두께의 조합이 중요합니다. "Amber A"라고 표시된 플라스틱의 경우, 약 1.75mm 미만의 얇은 플라스틱으로 작업하는 경우 색상 상자의 녹색 경계를 벗어날 위험이 있습니다. "Amber B"의 경우 빛이 4mm 이상의 플라스틱을 통과하면 규정을 기준으로 너무 붉은 색도의 빛이 출력됩니다. SmartStart Library를 사용하면 재료와 광원의 다양한 조합을 시도하고 어떤 라이브러리가 당신의 설계 환경에 적합한지 결정할 수 있습니다.
“Diffuse” the Situation
“확산” 모델링
소스를 숨겨야 합니까, 아니면 설계에 우유처럼 부드러운 조명을 원하십니까? 확산 플라스틱은 이 중 하나를 달성하기 위해 사용할 수 있는 도구 중 하나입니다. 확산 플라스틱을 사용하면 산란제가 플라스틱에 추가되고 재료를 통과하는 모든 빛이 "균질화"됩니다. 많은 플라스틱 공급업체에서 다양한 농도의 산란제를 사용하는 확산 플라스틱을 제공하므로 필요한 산란량에 따라 선택할 수 있습니다.
확산 플라스틱을 선택하고 모델링하는 것은 어렵습니다. 이것이 SmartStart Library의 주요 이점 중 하나입니다. 우리는 확산 플라스틱을 측정하기 위한 독점적인 프로세스를 보유하고 있어 모든 형태의 설계에 적용할 수 있는 매우 정확한 모델을 생성합니다. 본 문서를 작성하는 시간을 기준으로 라이브러리에는 Covestro, MOCOM, Röhm 및 SABIC과 같은 공급업체의 흰색, 회색, 검은색 및 빨간색에 대한 약 100가지의 확산 플라스틱이 포함되어 있습니다. 아래 렌더링에서 볼 수 있듯이 LightTools, LucidShape 및 LucidShape CAA는 모두 이러한 데이터 세트를 활용하여 모든 두께와 모양의 플라스틱 외관을 모델링할 수 있습니다.
다양한 두께에 따른 색조를 보여주는 SmartStart Library의 두 확산 플라스틱의 외관 렌더링
Rough, Tough, and Hard to Bluff
라이브러리화 된 표면 텍스쳐
확산 플라스틱을 사용할 수 없지만 여전히 배광을 부드럽게 해야 합니까? 설계에 표면 거칠기를 추가하는 것이 적합할 수 있습니다! SmartStart Library에서는 사출 성형 부품을 만드는 데 사용되는 금형에 거칠기(또는 텍스처)를 추가하기 때문에 이를 금형 텍스처라고 합니다. 광학 부품이 아닌 플라스틱에 금형 텍스쳐를 추가하는 것은 매우 일반적인 외관을 디자인하는 방식입니다.
광학 설계로 작업할 때 금형 텍스처를 계속 사용할 수 있지만 주의해야 합니다. 예를 들어 증착하기 전에 반사경에 금형 텍스처를 적용할 수 있습니다. 이 경우 증착 후 텍스처의 양방향 반사율 분포 함수(BRDF)를 직접 측정하여 모델에서 사용할 수 있습니다. SmartStart Library에는 검은색 플라스틱으로 성형한 후 Vergason Technology Inc.에서 챔버 탑코팅하여 알루미늄화한 Mold-Tech 및 Tenibac과 같은 벤터의 약 100 개의 반사 금형 텍스쳐가 포함되어 있습니다.
굴절 표면을 텍스처화하고 싶습니까? 이는 비교적 까다로울 수 있습니다. 빛이 이동하는 방식과 관계없이 완전한 양방향 산란 분포 함수(BSDF)가 올바른지 확인해야 합니다. 또한 굴절이 사용 중인 플라스틱 유형에 맞는지 확인해야 합니다. 다시 말해, SmartStart Library는 Mold-Tech, Tenibac 및 VDI 3400에 대한 75개의 굴절 금형 텍스쳐 테이터 세트를 제공하여 당신의 설계에 도움을 줄 수 있습니다.
일반적으로 화학 공정을 통해 금형 인서트를 식각하거나, 레이저를 사용하거나, 스파크 침식을 사용하여 적용되는 금형 텍스처
Don’t Stray from the Path
미광을 흡수하는 라이브러리
앞의 예제에서는 광학 설계에 산란을 추가하는 방법을 설명했습니다. 이제 시스템에서 산란광 또는 미광의 양을 줄이는 방법을 고려해 보겠습니다.
저는 모든 것이 아름답고 완벽하게 작동하는 "이상적인" 광학 설계를 보는 것을 즐깁니다. 2D 렌즈 다이어그램을 보는 것은 유토피아의 작은 조각을 보는 것과 같습니다. 빛은 왼쪽에서 오른쪽으로 원하는 곳으로 정확하게 이동합니다. 설계를 수정하여 설계를 만들 때 작업이 복잡해집니다. 렌즈가 코팅되고 배플이 설계되며 미광 분석가들은 문제를 발견합니다.
미광 또는 산란광에 대한 한 가지 완화 기술은 이를 흡수하는 것입니다. 시스템의 메커니즘이 빛나면 배플로 미광을 차단하더라도 빛이 결국 원하지 않는 곳에 도달할 가능성이 있습니다. Acktar 및 Surrey NanoSystems와 같은 아노다이저 및 울트라 블랙 코팅 공급업체를 경험해 보십시오. 빛이 사라져야 한다면 SmartStart Library가 도움이 될 수 있습니다. Library에는 오늘날 시중에서 찾을 수 있는 가장 어두운 코팅 수십 가지가 포함되어 있을 뿐만 아니라 보다 일반적인 검정색 양극 산화 알루미늄 코팅도 있습니다. 이들 중 하나를 렌즈 배럴이나 망원경 배플에 적용하고 광학 시뮬레이션을 통해 시스템에서 미광이 얼마나 잘 제어되었는지 정확하게 파악할 수 있습니다.
낮은 반사율의 블랙 마감으로 코팅된 벌집형 배플과 같은 효과적인 미광 완화를 제공하는 기하학적 구조와 코팅의 조합
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