Penggunaan sinar yang tidak terkendali dapat menimbulkan masalah dalam desain optik, terutama dalam aplikasi imaging. Salah satu contoh masalah ini adalah penyebaran cahaya (light scattering) yang dapat menghasilkan gambar ghost (bayangan) pada gambar akhir.
Penyebaran cahaya dapat terjadi ketika sinar surfaces tidak sempurna atau memiliki kekurangan, sehingga sinar dapat dipantulkan kembali ke detektor di lokasi yang berbeda. Bayangan ini penting karena bayangan cahaya tersebut hampir fokus pada detektor, yang akan menghasilkan bayangan yang lebih terang daripada jika cahaya tersebar luas.
Kenapa Penyebaran Sinar dapat Menjadi Masalah dalam Desain Optik?
Penyebaran sinar dapat menjadi masalah dalam desain optik karena dapat menciptakan jalur baru untuk sinar bergerak kembali ke sistem optik, menghasilkan artefak visual yang dikenal sebagai bayangan ghost. Struktur mekanis juga dapat menyebabkan penyebaran cahaya tidak diinginkan dalam sistem, dan hal tersebut biasanya ditangani dengan menggunakan aplikasi tracing ray untuk menelusuri peristiwa penyebaran.
Contoh Desain Optik yang Bergantung pada Meningkatkan Kualitas Sinar
Sistem kamera dari semua jenis bergantung pada desain optik untuk menghasilkan gambar yang bagus dan jelas, serta untuk memastikan tidak ada bayangan. Semakin kompleks lensa, semakin penting untuk mempertimbangkan penyebaran sinar dan menghilangkannya. Setelah membuat desain optik dengan menggunakan software imaging, desainer dapat menganalisis desain dalam software illumination untuk menentukan jalur-jalur yang mencapai gambar dan kuantifikasi kemungkinan pengaruhnya terhadap kualitas gambar.
Bagaimana Penyebaran Sinar Dapat Diukur?
Penyebaran sinar dapat diukur menggunakan scatterometer, yang mengambil ukuran 2D atau 3D dari satu atau lebih sumber emisi yang berada pada permukaan atau medium dan merekam distribusi sudut cahaya (intensitas) yang dipantulkan kembali dan/atau ditransmisikan melalui. Hasil dapat direkam dalam beberapa cara, tetapi salah satu metode umum adalah dengan merekam cahaya yang dipantulkan sebagai Bidirectional Reflected Distribution Function (BRDF) dan cahaya yang ditransmisikan sebagai Bidirectional Transmitted Distribution Function (BTDF). Keduanya kemudian menjadi Bidirectional Scattering Distribution Function (BSDF).
Bagaimana Penyebaran Sinar Dapat Diasimulasikan?
Simulasi software Synopsys LightTools dan LucidShape memberikan kemampuan untuk menggunakan file ukuran penyebaran sinar, serta untuk menggambar efek penyebaran. Tergantung pada sifat elemen yang terlibat dalam efek penyebaran, distribusi cahaya untuk penyebaran permukaan dapat digambar dengan model matematika seperti Harvey-Shack, ABg, Gaussian, Lambertian, dan interpolasi distribusi sudut. Partikel medium volume juga dapat digambar menggunakan teori Mie, Henyey-Greenstein, atau Gegenbauer.
Kombinasi dengan kemampuan optimisasi dan fitur-fitur canggih seperti jalur-jalur ray, filtering penerima, dan fitur-fitur dalam Advanced Physics Module, LightTools dapat dengan akurat menggambar efek penyebaran sinar untuk analisis stray light, di mana studi penyebaran sinar sangat penting. Dalam LucidShape, data penyebaran sinar dapat digunakan untuk mendesain sistem lampu mobil yang stylish dan juga memberikan akurasi dan fungsi yang dibutuhkan untuk memenuhi aturan yang ketat.