建模鉆石

鉆石最著名的形狀叫做“Round brilliant-cut”，它是由Marcel Tolkowsky于1919年創(chuàng)造的。這種形狀使鉆石由一塊石頭變?yōu)殚W耀的寶石，它由57個表面組成，在OpticStudio中我們可以用多邊形物體對其進行建模。當多邊形物體擁有較多的面時，比如這個例子，我們可以使用宏來更方便快捷的生成多邊形物體文件。本文使用的宏請從前文鏈接下載，運行宏后鉆石文件會在創(chuàng)建在Zemax根目錄下ObjectPolygon Object文件夾中。

在上圖3D布局圖中橘色線條為多邊形物體。在非序列編輯器鉆石物體之后插入環(huán)形體（Annular Volume），并設(shè)置環(huán)形體與鉆石的外緣角重疊。在非序列模式下物體空間位置重疊部分的屬性，由編輯器中序號靠后的物體決定。因此物體屬性為空氣的環(huán)形體會對鉆石進行“邊緣修剪”，將鉆石的邊緣變?yōu)橥昝赖膱A形。

光線收集系統(tǒng)

由于光線在鉆石中發(fā)生許多方向的折射、反射以及散射，因此單獨一個探測器只能接收到很小一部分入射進鉆石的能量。為了使探測器收集到更多的光線，我們使用光線旋轉(zhuǎn)器（Ray Rotator）來增加光線追跡的效率。

OpticStudio中的光線旋轉(zhuǎn)器本來是用于太陽能收集系統(tǒng)中模擬太陽在一天中的移動。然而我們只需要稍加改動，就可以將其變成一個回射面（retro-reflector），以此來幫助我們收集所有鉆石散射出去的光線，并使用一個探測器即可完成所有光線的收集。

首先，光線旋轉(zhuǎn)器材料設(shè)為MIRROR，并將Z方向的旋轉(zhuǎn)角設(shè)為180度。這樣光線射倒旋轉(zhuǎn)器后會反轉(zhuǎn)方向，由于光路可逆，所有反射的光會經(jīng)原路返回到光源處。因此，當光線從光源發(fā)射，且物體（鉆石）被光線旋轉(zhuǎn)器環(huán)繞時，光線的傳播順序如下：光源->物體->光線旋轉(zhuǎn)器->物體->光源。

如果將探測器放置在光源之后，則所有從光源發(fā)出的光線都將會回到光源并被探測器接收。這種建模方法可以極大的提高光線追跡的效率。