基于蒙特卡罗方法的LED灯光子运动研究.pdf

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1、第32卷第1期2010年2月光学仪器oPTICALINSTRUMENTSV01．32．No．1February，2010文章编号：1005—5630(2010)01—0059—04基于蒙特卡罗方法的LED灯光子运动研究*邵明省(鹤壁职业技术学院，河南鹤壁458030)摘要：以光子运动为研究对象，首先构造其模型，分析运动的形式，粒子的飞行方向由随机数发生器函数生成，根据菲涅尔透镜公式得出反射率，给出了面元上的能量度。使用随机数判断光子运动最终结果，并且给出了碰幢后的相对光子分布。在用蒙特卡罗方法对光子运动进行模拟时，记录运动的形式利用了焦散光子

2、图和全局光子图。通过实验仿真，直观地反映了光子特性，为进一步研究复杂的LED灯提供了理论依据。关键词：蒙特卡罗；曲面；光子运动中图分类号：TB858．1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-5630．2010．01．013ResearchofLEDlampphotonmovementbasedonMonteCarlomethodSHAOMingsheng(HebiCollegeofVocationandTechnology，Hebi458030，China)Abstract：Takethephotonmovementa

3、stheobjectofstudy，butfirststructureitsmodel，theanalysismovementform，thegranuleflightdirectionbytherandomnumbergeneratorfunctionproduction，alunitethelensformulaobtainstheindexofreflectionaccordingtotheFresnel，gaveontheunitofareatobeabletomeasure．Userandomnumberjudgmentphoton

4、movementfinaloutcome，andgavehasbumpedaftertherelativephotondistribution．WhenusestheMonteCarlomethodcarriesonthesimulationtothephotonmovement，therecordingmovementformhasusedtheburntastigmatismsubgraphandtheoverallsituationphotonchart．Throughtheexperimentalsimulation，hadrefle

5、ctedintuitivelythephotoncharacteristic，forfurtherstudiedthecomplexLEDlamptoprovidethetheorybasis．Keywords：MonteCarlo；curvedsurface；photonmovement引言随着LED灯作为照明光源的应用，如何提高LED的发光效率，以及尽量将光线集中到有用区域逐渐成为研究的主要问题。在目前的研究中，由于LED的实际物理尺寸比较小，都将其视为一个点光源，并需确定采用什么样的光源模型，光强满足什么分布等。例如LED汽车前照灯设计

6、中，反射罩设计成为产品的核心问题，不同的封装曲面将产生不同的光型输出，要照亮路面、防止对方眩目等，前照灯的灯照距离越远，配光特性越好，汽车行驶的安全性能就越高。好的光源与照明方案往往是整个系统成败的关键，起着非常重要的作用，宝马系列采用全新的中心照明系统，以具有中央光源的光导技术为基础，通过合成光导纤维将白色LED点光源输出的光线输送到所要求的位置。当考虑光源和光学镜头的相对位置、背景等要素，光源的选择必须符合所需的几何形状、照明亮度、。收稿日期：2009-07—30作者简介：邵明省(1980一)，男，河南滑县人，助教，学士，主要从事电子与电

7、信技术方面的研究。·60·光学仪器第32卷均匀度、发光的光谱特性等，同时还要考虑封装的曲面的纹理，物体的几何形状等，这样使光子的运动达到最佳化，同时对反射光情况应考虑随机游动链[1]。1986年，Kajiya第一次把蒙特卡罗方法应用到全局光照领域[2]，提出从观测点到光源的随机游动链为基础的蒙特卡罗光径跟踪算法来研究光子。在此基础上，finalRender使用一种极其快速的混合光线追踪器来模拟全局光照性，任何一个背景都被其用于进行一个全局光照，但是在光线追踪进程中，需要多数据流处理树进行构造数据结构。在后来的发展中，Lafortune与Vea

8、ch等对其改进，在利用光子点分布近似估算场景表面的光照，使用低差异数序列实施。目前，国内的中科院微电子所和山东大学分别采用蒙特卡罗方法对光电子进行了研究。为了追踪和