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전반사(TIR) 양방향 산란 분포(BSDF)란 무엇인가요?
전반사(TIR) 양방향 산란 분포(BSDF)의 정의
광학 설계에서 내부 BSDF라고도 불리는 전반사(TIR) 양방향 산란 분포 함수(BSDF)는 두 개의 서로 다른 매질을 분리하는 계면에서 측정된 양방향 산란 분포 함수에 해당합니다. 이는 재료 내부에서 표면 산란을 측정하는 것을 목표로 합니다. 표면 산란과 전반사 현상이 두 개의 분리된 매질에서 함께 발생하는 거친 표면을 가진 재료에 특히 중요합니다. LightTools에서 모델링된 VDI 텍스처를 가진 라이트 가이드의 예시는 이미지를 참조하십시오.
다른 BSDF와 마찬가지로 빛의 방향을 고려해야 합니다. 이 그림은 각 사례를 어떻게 명명할 수 있는지 보여줍니다. 이러한 측정은 산란 요소가 얇은 디퓨저로 간주될 수 없을 때 매우 유용할 수 있습니다. 예를 들어, 그레인 표면 마감과 결합된 라이트 파이프는 TIR BSDF 측정을 고려해야 할 것입니다.
목차
광학 설계에서 TIR이 중요한 이유는 무엇인가요?
기존 BSDF와 함께 TIR BSDF는 각도 광학 산란을 측정하는 데 필수적인 도구입니다. 이는 사용하게 될 재료의 광학적 특성을 가능한 한 정확하게 파악할 수 있게 해주는 여러 방법 중 하나입니다.
광학 설계에서 정확한 시뮬레이션 결과는 정확한 광학적 특성에 달려 있습니다. 실제로 기하학적 구조만으로는 빛의 분포를 결정하지 않으며, 광선의 에너지와 방향이 어떻게 변하는지를 결정하는 것은 광학적 특성입니다. 정확한 특성을 얻는 가장 좋은 방법은 재료를 직접 측정하고 해당 데이터를 광학 소프트웨어 도구에서 사용할 수 있도록 내보내는 것입니다.
정확한 측정은 전체 설계 프로세스에 이점을 제공합니다.
- 광학 설계자는 광선 추적 시뮬레이션을 위해 정확한 광학적 특성이 필요합니다.
- R&D 엔지니어는 주어진 광학적 특성을 가진 올바른 재료를 설계해야 합니다.
- 품질 보증 담당자는 제조 공정에서 품질 검사를 완벽하게 관리해야 합니다.
키사이트는 TIR 측정을 위해 어떤 솔루션을 제공하나요?
TIR은 가장 복잡한 산란 측정 중 하나입니다. 키사이트는 TIR 측정을 위한 두 가지 솔루션인 키사이트 REFLET 180S 및 키사이트 Mini-Diff V2를 제공합니다.
키사이트 REFLET 180S
이를 위해서는 상단 연마면이 BSDF 결과(프레넬 손실 및 산란)에 영향을 미치지 않는 특별한 측정 설정이 필요합니다. 키사이트 방식은 상단 연마면에 반구형 렌즈를 부착하고 샘플과 가능한 한 가까운 굴절률을 사용합니다.
이 반구는 측정되지 않는 표면 위로 들어오거나 나가는 빛의 굴절을 제거합니다. 키사이트 방식은 또한 광학 접촉을 생성하기 위해 굴절률 일치 액체를 사용하여 계면에서의 프레넬 반사를 제거합니다.
그런 다음 키사이트 REFLET 180S를 사용하여 표준 BRDF 또는 BTDF 측정을 수행할 수 있습니다.
샘플을 완전히 특성화하려면 네 가지 다른 측정 구성이 필요합니다.
이 그림은 VDI 마감 표면에 대한 키사이트 REFLET 180S에서 얻은 결과를 보여줍니다.
Mini-Diff V2
키사이트 Mini-Diff V2 장비를 LightTools 및 해당 마이크로패싯 산란 모델과 결합하여 TIR 측정을 수행할 수도 있습니다.
이 솔루션은 LightTools 마이크로패싯 산란 모델과 Mini-Diff V2로 수행된 하나의 BTDF 측정(단일 파장에서 0° 입사각으로 측정된 전면 BTDF)을 결합합니다. 이 설정은 미측정 표면에서 굴절이 발생하지 않는다는 장점을 제공합니다.
Excel에서 Mini-Diff V2 측정 결과의 형식을 지정한 후, 해당 데이터를 LightTools로 가져와 마이크로패싯 모델에 사용할 수 있습니다.
마이크로패싯 산란 모델은 작은 패싯으로 가상 표면 마감을 구축합니다. 이 패싯의 경사는 빔이 특정 입사각으로 표면에 도달할 때 출사 광선이 하나의 분포와 일치하도록 설정됩니다. 다른 입사각의 경우, 모델은 마이크로패싯 형상에 따라 분포를 계산합니다. 그런 다음 이 형상을 다른 모든 시뮬레이션에 사용할 수 있습니다.
다음 비교 차트는 시뮬레이션 결과가 동등한 측정 결과와 매우 밀접하게 일치함을 보여주며 이 방법을 검증합니다.
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