LightTools 9.0版本已正式发布，此次简报我们就来详细介绍下9.0版本的新功能以及加强功能。

1、模拟仿真增强

1-1、双折射率材料

     非常受欢迎的功能之一，用于创建偏光元件:波片、延迟器、显示器、头戴式AR/VR、生物医学仪器设备等，此功能添加到高级物理模块中

     优势:允许用户对单轴或均匀双轴材料进行建模，以用于高级建模设计（目前版本只支持单轴建模，后续版本会增加双轴建模）

图1：双折射率材料建模

图2：双折射率材料模拟效果

      您可以在用户材料管理器中定义单轴和双轴材料

–输入单轴材料的两个折射率（方解石，石英）

–输入双轴材料的三个折射率 (黄玉, 云母)

–折射率由插值列表定义

可以在元件实体上输入晶体轴方向

图3：双折射率材料晶体坐标轴定义

     光线分光选项可以指定两种光线，仅普通光线，仅异常光线，或任意所选光线在双折射率材料中的传播显示情况

图4：双折射率材料的分光显示

1-2、偏振模拟分析

     显示偏振态的数据随着双折射材料的添加而增加

–椭圆偏振

–偏振度

–方向和左右手定则

     优势: 提供空间或角度图以显示偏振状态和方向，从而改善对所有偏振系统的分析

图5：新偏振状态图

1-3、模拟仿真更新

     模拟光线数

–起始模拟光线数现在增加到1 万亿根

–伪随机和Sobol采样都支持

     优势:允许用户运行大量的蒙特卡洛光线，这些光线可用于低效率系统模拟     

    污染散射更新

–LightTools 8.7中引入的污染物散射模型基于IEST CC1246D标准

–散射类型已得到增强，允许用户自己输入标准中未指定的自定义粒径（微颗粒半径大小）分布

     优势:为用户提供更大的灵活性来定义表面上的污染物分布类型

图6：模拟仿真增强

1-4、多层膜模拟更新

     新多层膜模拟：

–平滑光学属性

–与模型文件一起保存

–取代用户自定义光学特性（UDOP），并显著提高模拟运算速度 

–取代旧的薄膜编辑器

优势:

–允许用户根据实际堆栈数据模拟膜层

–支持色散基板

–从第三方设计工具读取堆栈数据

–允许径向和均匀缩放

图7：新膜层设置位置

图8：新膜层定义窗口

1-5、散射定位区支持实测的BSDF散射表面

     测量得到BSDF数据经常会用于散射表面以准确模拟系统表面特性，使用实测BSDF数据的主要缺点之一就是缺乏目标区域的支持（重点采样），LightTools 9.0 初次引入散射定位区支持实测的BSDF散射表面

     优势: 在使用实测BSDF散射表面，我们仅需要考虑部分散射分布时，此功能可以明显提高光线追迹效率

图9：使用散射定位区后的结果

1-6、混合模拟中波长匹配选项

     混合模拟使用正向追迹和反向追迹相结合的方法来处理蒙特卡洛光线追迹计算，很大程度上提高了下面模拟的运算速度及精度问题

–在散射分布较广的表面时非常有效

     混合模拟高级选项中新增加波长匹配选项

–该选项包含一个波长积分范围

–在进行复色模拟时以及当接收器与散射表面之间的模型中存在颜色划分（例如彩色塑料或镀膜光学元件）时，应使用该值

     优势: 在某些情况下提高混合模拟结果的色彩精度

图10：波长匹配选项

图11：使用与不使用该参数比较

1-7、光线功率阈值

     当运行一次蒙特卡洛光线模拟时，非常重要的输入参数之一是相对光线功率阈值。此值确定是否由于低功率而终止蒙特卡洛光线追迹

–当光线低于相对于其起始功率的输入阈值时，光线将被停止追迹

–此参数适用于所有模拟类型（正向，反向和混合追迹）

     在LightTools 9.0 中，模型中的所有模拟将具有相同的光线阈值

–更改一个模拟或在“首选项”对话框中的值，将更改所有当前和添加的模拟值

     优势: 协助用户在模型中的所有模拟保持一致的模拟参数，从而避免意外错误

图12：光线功率阈值

1-8、人眼视觉改进

     人眼色调映射用于调整颜色亮度图像，以更紧密地代表人眼的感知。人眼色调映射器中添加了一些新设置以扩展功能，包括:

–暗角映射可在弱光条件下更好地呈现颜色

–亮暗阴影的保存亮度色调映射调整用于调整颜色感知

–色调映射调整后，现在可以应用伽玛校正

     仅适用于固定孔径的空间亮度计

     优势: 提高人眼色调映射器的灵活性，以创建人眼感知的准确图像

图13：人眼色调映射

1-9、固定分光选项改进

     Harvey-Shack 和ABg散射模式用于描述具有高抛光度的镜头表面散射现象

–对透镜系统中的杂散光建模很有用

     固定分光选项的添加增强了这些散射类型，现在允许用户手动输入分光比

–以前的版本将分光比设置为50/50，这可能会通过快速耗尽主光束而导致光束列中具有多个此类表面的系统出现问题

     优势:

–允许您在具有大量高抛光表面的光学系统中有效使用固定分光选项

–通过向下调整分光比，使得足够数量的光线将穿过主光束，同时仍会产生大量散射光线以进行杂散光分析

图14：固定分光

2、几何建模增强

2-1、曲面现在可用于BPO背光优化

     BPO背光优化工具主要用于：通过优化网点大小分布或密度以达到目标分布。对于LightTools 9.0 ，BPO将支持曲面上网点的优化

–先激活曲面模式, 在曲面标签下点击激活曲面选项

–设置接收器参数，例如偏移距离和曲面法线设置，然后单击使用接收器生成匹配的弯曲接收器以进行优化

     优势:使您可以优化更复杂的背光几何模型

图15：曲面BPO背光优化

2-2：扫掠实体的扭曲控制

      扫掠实体通常用于导光管开发，如：DRLs。我们在扫掠实体的长度上添加了更精确的扭曲控制，用户现在可以输入扫掠轮廓的旋转，作为沿着扫掠路径长度的位置函数（归一化为0到1）

      优势:

–允许更全面地控制扭曲行为

–为光导管设计实用工具和常规光导管应用工具提供新的设计选项–提供本地控件参数以用于优化和公差分析

图16：旋转扭曲控制

2-3、自由曲面设计：第一个面的定制

      现在可以将两面自由曲面透镜的第一面设置为定制面，在自由曲面透镜设计中为实现第一个表面的定制:

–在镜头表面标签，点击包含第二个镜头表面选项并确定表面类型为二次曲面

–在变形修正标签上，设置表面定制为第一个表面，并点击启用二次光学的变形校正选项

–设置其余设置，并像平常一样计算自由曲面

–在变形校正标签下，点击推测和计算自由曲面按钮，必要时可能需要多次点击直到评价函数接近0

      优势:

–允许在控制第二个表面的形状的同时定制第一个表面

–使其具有平坦的外表面

图17：自由曲面设计

2-4、自由曲面设计：椭圆形光源定位区

      使用自由曲面设计时，用户必须指定自由曲面光学元件的收集区域

–该区域可以使用空间规格或角度规格

     对于LightTools 9.0 ，我们为空间和角度光源目标定义添加了“椭圆”选项。

      优势:允许创建椭圆形自由反射器或透镜

图18：自由曲面设计-椭圆定位区

2-5、理想透镜更新

      理想透镜光学特性提供了一种使用简单光学属性将光聚焦在平坦，充满空气的基板上的方法

–在光学属性管理器中从库中加载 > Surface Finishes >Perfect_Lens.1.opr

      对于LightTools 9.0 ，添加了新的镜头映射类型，可以模拟满足阿贝正弦条件的镜头

–阿贝模式现在是默认的映射模式

–用户指定焦距和倍率

–其他映射模式包括Tan-Theta，Sin-Theta和F-Theta

      优势:提供一种简便的方法来建模聚焦透镜系统，该系统遵循物理定律，并且在进行照明分析时可逆运算

图19：理想透镜

3、实用工具库增强

3-1、新的表面选择实用工具

      实用工具库中新增表面选择实用工具

–Tools> Utility Library > Geometry > Surface Selection

      该实用工具允许用户通过在3D设计视图中进行选择或通过按序号搜索来创建表面列表（例如实体的每个第三表面），对于列表上的表面，您可以:

–给它们重新命名

–更改它们的光学属性

–给它们添加接收器

–把它们更改为物方光源的发光表面

–创建一系列表面坐标系

      简单操作：右键点击列表并在下拉菜单中选择渴望操作

      优势: 极大地简化了复杂对象的多个表面的选择

图20：表面选择实用工具

3-2、实例模型库得到改进

      实例模型库得到更新，现在可以更轻松地浏览和定位模型

–相关的多重实例现在可以同时显示

–包括更多说明性文字

–示例文档将得到更新，格式更加统一

      优势: 界面更新后，可以轻松查看目录中的所有模型或与关键字搜索匹配的模型

图21：新实例模型库界面

4、易用性增强

4-1、保存和恢复视图

     保存模型时，LightTools 9.0 会同时保存打开视图的位置和布局

–添加了首选项以自动保存和还原

–默认设置为on

–可以进行手动操作

     优势: 通过保持首选的工作布局来提供工作的连续性

图22：保存和恢复视图

4-2、调整视图选项

      对于复杂的模型，将视图放大到选定的实体或曲面可能很有用，在系统导航中选择对应元件名称，然后鼠标右键点击并选择Fit View to Selected Object

      优势: 轻松的在复杂模型中找到所选零件

图23：调整视图效果

4-3、别名一览表

     要定义与模型参数绑定的拾取和参数表达式，首先需要将这些参数定义为别名，现在，别名一览表包含在主别名标签下

      优势: 一览表使查看已定义别名及其关联值的列表变得容易

图24：别名一览表

总结：

LightTools 9.0 目前已正式发布，新功能包括:

–双折射率材料, 单轴或双轴

–偏振绘制

–增加蒙特卡洛模拟光线数的上限

–实测BSDF 表面属性现在可以使用散射定位区

–集成薄膜功能

–BPO曲面优化

–混合模拟颜色模拟增强