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Core ModuleGeometry Creation and Editing• Lens primitives (rectangular or circular apertures)• Spline sweep and patch surfaces• Polyline sweeps and extrusions• Conic trough and revolved reflectors• Cylinders, blocks, spheres, toroids, and skinned solids• Union, intersection, subtraction boolean operations• Object trim operation• Move, rotate, scale, align• Copy, rectangular, and circular pattern copy• Multiple and partial immersion and cementing for solid objects• Pickups for parametric modeling• Grouping of model entitiesOptical Properties• Specular reflection/transmission/TIR with Fresnel losses• Diffuse transmission/reflection• Scatter models: mixed diffuse, narrow angle, and angle of incidence (AOI)• Volume scattering (Mie, user defined)• Scattering aim regions• User-defined coatings• Probabilistic ray splitting and importance sampling• Constant or varying optical density or transmittance vs. length• Index of refraction (constant, interpolated, standard dispersion formulas)• Surface patterns of 2D or 3D elements• Photorealistic rendering (Illumination Module needed for lit appearance)User Interface and Other Features• ActiveX interface for macro programming in MS Excel, VB, VC++, Matlab, Mathematica, and others • OpenGL-rendered graphics• Tabbed windows and editable spreadsheets• Multiple design views and navigation windows• Point-and-click, copy-and-paste, moving and resizing of windows• Extensive help featuresPoint-and-Shoot Ray Tracing• Parallel, diverging, or converging sets of rays• Individual rays, 2D ray fans, 3D ray grids• Sequential and non-sequential ray propagationLibraries• LED sources• Display films• Application and feature examplesIllumination ModulePowerful illumination analysis capabilities, such as photorealistic renderings that show the luminance effects of light sources in the model, simulate real-world conditions and reduce the need for physical prototypes.Illumination Analysis• Photorealistic Rendering• Photometric or radiometric analysis using forward and backward ray tracing• Illuminance, luminance, luminous intensity• Line charts, raster, contour, and surface charts• Colorimetric analysis: 1931 and 1976 CIE coordinates, correlated color temperature• RGB output display, CIE chromaticity chart• Post-processing of output data• Receiver data filtering using over a dozen filter types• Encircled and ensquared energy• Spectral power distribution• Multi-CPU processingSources and Receivers• Point sources• Volume and surface emitters (spheres, cylinders, blocks, toroids)• User-defined spatial, volume, and angular distributions• Source emittance aim regions• Spectral distributions: Blackbody, Gaussian, continuous, discrete, and user defined• Angular and spatial importance sampling• Ray data sources and Radiant Imaging source model support• Surface and far field receivers• Angular and spatial luminance meters• Receiver aperture sub-samplingOptimization ModuleThe Optimization Module gives designers tremendous flexibility to choose from hundreds of system parameters to designate as variables, constraints, and performance criteria in order to achieve the desired system performance.Illumination Optimization• Optimize illumination uniformity and/or flux on a receiver• Match target illumination distributions• Collimate and focus merit functions for non-sequential rays• Lagrange constraint handling• User-defined variables, constraints, and performance criteria• Vary any floating point model parameter• User-defined combinations of parameters• Bounded and unbounded variables• Backlight pattern optimization utility• Parameter sensitivity utility• Point-and-shoot ray merit functionsAdvanced Design ModuleThe Advanced Design Module leverages proprietary algorithms from Synopsys’ LucidShape products that automatically calculate and construct optical geometries based on user-defined illuminance and intensity patterns. This unique, functional approach gives designers the freedom to focus on overall design objectives rather than the implementation details of complex optical components.• Freeform Design features for modeling freeform reflective and refractive surfaces that are automatically shaped to form the resulting light pattern.• MacroFocal Reflector tool for designing multi-surface segmented reflectors, with different spreads for each facet.• Procedural Rectangle Lens tool for designing surfaces with pillowed optical arrays.• LED Lens tool for creating various types of freeform LED collimator lenses.Advanced Physics Module• Designers can take advantage of programming extensions to develop custom optical parts and advanced illumination subsystems using:• Phosphor particle modeling (single and multiple)• Gradient Index (GRIN) materials - used in copiers, scanners, and fiber optic telecommunication systems.• User-defined optical properties (UDOPs) - such as proprietary polarization components, scatterers, coatings, and other specialty optical materials.• Birefringent (uniaxial) materials - used in advanced applications such as AR/VR headsets and biomedical instruments.The results for UDOPs and birefringent materials can be packaged into a portable format and exchanged with your project team, customers, suppliers, and subcontractors.SOLIDWORKS Link ModuleThe SOLIDWORKS Link Module enables you to link SOLIDWORKS 3D opto-mechanical models to LightTools, where you can assign optical properties and use the Optimization Module to optimize your design. This module provides complete parametric interoperability between LightTools models and SOLIDWORKS.Data Exchange ModulesSupporting features for the Data Exchange Modules include the ability to group and simplify imported geometry and perform geometry repairs to maintain CAD model integrity and improve ray trace speed.Translators• SAT version 1.0 through 7.0• STEP AP 203 and AP 214• IGES version 5.3, including surfaces and solids• Parasolid• CATIA V4 and V5 (import and export)• Grouping and simplification of imported surfaces• Geometry repairLightTools SmartStart Library ModuleProvides access to a library of materials and media commonly used in the design of automotive lighting systems. Includes refractive index and absorption data as well as pre-defined volume scatter and BSDF materials.Imaging Path Module• Sequential ray tracing• Paraxial solves• Image path view• Spot diagram and transverse aberration plotsDistributed Simulation ModuleThe Distributed Simulation Module allows you to distribute Monte Carlo ray tracing over multiple computers to speed simulations of complex optical models.©2022 Synopsys, Inc. All rights reserved. Synopsys is a trademark of Synopsys, Inc. in the United States and other countries. A list of Synopsys trademarks isavailable at /copyright.html . All other names mentioned herein are trademarks or registered trademarks of their respective owners.。
BSDF扩散膜仅对小角度光源有效，光源可在上方选项栏“工具-LED 数据库”中选取或自主设计。
如图我们选择一个扩散角约为8°的光源。
在右侧工具栏中选择“元件-虚拟表面-平面”，横向拉出法线，在光源右侧建立一个虚拟平面。
在该虚拟平面上单击右键选择“属性”，在弹出对话框“坐标”选项卡中将平面坐标如下图设置，点击应用查看效果。
在控制选项卡中选择矩形，并将高度宽度均设为1000毫米，点击应用查看效果。
在设置好的平面处单击右键选择“添加表面接收器”即可。
（如果需要在其他位置查看发光效果，可在属性中直接修改坐标参数）。
单击上方感叹号按钮进行光线追迹，感叹号右侧放大镜按钮可控制是否显示预览光线。
在上方工具栏中选择“分析-照度显示-LumViewer”即可查看接收器所接收的正向照度分布。
在上方工具栏中选择“分析-强度显示-剖切图”即可查看接收器所接收的强度分布曲线。
在右侧工具栏中选择“元件-三维物体-圆柱体”，并放置在光源前方。
右键单击圆柱体选择属性，坐标设置如下图。
并将材料选择为空气。
将圆柱体尺寸设置如图，点击应用后确认。
选择圆柱体的前表面，右键点击选择“光学属性-打开光学属性管理器”，选择“实测BSDF”并点击应用。
在“BSDF”数据选项卡中点击“加载”按钮，并从文件夹中选取所需扩散膜数据文件（图中我们选择C-HE10系列扩散膜），点击应用后确定。
重复之前的步骤，单击上方感叹号按钮进行光线追迹，在上方工具栏中选择“分析-照度显示-LumViewer”查看接收器所接收的正向照度分布。
（扩散膜微结构正对光源，与未加扩散膜时对比，可见此时扩散效果有了显著提升）在上方工具栏中选择“分析-强度显示-剖切图”查看接收器所接收的强度分布曲线。
（此时相比于未加扩散膜时，发光角度得到了很大提升）右键单击圆柱体选择属性，在坐标选项卡中将Alpha角改为180°，单击应用后确定。
重复之前的步骤，单击上方感叹号按钮进行光线追迹，在上方工具栏中选择“分析-照度显示-LumViewer”查看接收器所接收的正向照度分布。
lighttools教学大纲LightTools教学大纲一、简介LightTools是一款强大的光学设计和分析软件，广泛应用于光学工程师和研究人员的日常工作中。
本文将介绍LightTools的教学大纲，帮助初学者快速入门并掌握该软件的基本功能和应用。
二、基础知识在使用LightTools之前，需要掌握一些基础的光学知识。
这包括光的传播和折射定律、光的干涉和衍射、光学元件的基本原理等。
通过对这些基础知识的学习，能够更好地理解和应用LightTools中的各种功能。
三、软件界面介绍LightTools的界面由多个面板组成，包括主菜单、工具栏、图形视图、属性编辑器等。
在教学中，将详细介绍每个面板的功能和使用方法，并进行实际操作演示，帮助学员熟悉软件界面。
四、创建光学模型在LightTools中，可以通过创建光学模型来模拟和分析光学系统。
学员将学习如何创建光源、光学元件和接收器，并进行相应的参数设置。
通过实际操作，学员可以了解如何在LightTools中构建复杂的光学系统。
五、光线追迹与分析LightTools的核心功能是光线追迹与分析。
学员将学习如何设置光线追迹参数，包括光线数量、追踪范围等。
通过对光线的追踪，可以得到光学系统中各个部分的光强分布、光线传输效率等信息，帮助优化光学设计。
六、光学优化LightTools提供了光学优化功能，可以根据设定的优化目标自动调整光学系统的参数。
学员将学习如何设置优化目标和参数范围，并进行优化分析。
通过光学优化，可以快速找到最佳的光学系统设计方案。
七、灵活的数据分析LightTools还提供了丰富的数据分析功能，可以对光学系统的性能进行全面的评估。
学员将学习如何使用光学分析工具，如光强分布图、照度图、能量分析等，对光学系统进行深入分析和优化。
八、实例分析在教学中，将选取一些典型的光学系统实例进行分析和优化。
学员将学习如何应用LightTools的各种功能解决实际问题，提高光学设计的效率和准确性。
运用LightTools设计背光显示2003年6月第一节背光设计简介本节介绍了如何运用LightTools来定义基本的背光。
本文供LightTools的初学用户使用，所以运用了很多相关的简单的例子并且包括产品的基本特性。
LightTools的高级用户可以跳过前半部分，直接到41页“高级背光设计”。
本节主要内容如下：·先决条件·什么是背光·普通光线输出技术·运用LightTools的计算机辅助设计·设置模拟·分析照明数据·更多照明数据导出先决条件要完成第一节中的练习，你首先得正确安装：·LightTools3.3版（或更高版本）。
·LightTools的系统（.lts）和库（.ent）文件确定可用，从光学研究协会网址上下载。
下载这些文件，首先在你的浏览器中输入：/LTFiles。
在“Designing Backlight Displays in LightTools”的栏目下点击BacklightFiles.zip。
把文件保存到硬盘然后把压缩文件解压到一个目录下（比如：C:\LTUser）。
什么是背光背光是指用于电子元件中的有一个要求背后出光的平面，其中可以包括小到PDA大到电视屏的电子设备。
典型的背光包括光源，导光板或者是所谓的light pipe。
光源一般置于导光板的一侧，以减小导光板的厚度。
侧光一般使用总的内反射来沿着演示器的长度方向来传播光，下边图表中所示就是典型的背光设计。
主要的要求就是均衡的光通过LCD的表面，而且光通量足够高，以便和日光环境有很好的对比度（这样你就可以在一台小型电脑或者掌上电子元件上边看见显示，比如，在室光条件下）。
如图2，设计的challenge就是使输出光方向于光传播方向，LCD平面刚刚好在导光板上方。
普通光输出技术从导光板以垂直于光传播方向输出光有好几种技术手段。
最普通的就是Printed light extraction和molded light extraction。
