Green Photonics - Virtual Prototyping
Folgende Simulationsmethoden und Tools kommen im Rahmen des Virtual Prototypings zur Anwendung:
- Ray-tracing (ASAP, Zemax) – Simualtionstools basierend auf geometrischer Optik
- Optimierung der Farbhomogenität von Weißlicht-LEDs
- Optimierung der Lichtstärkeverteilung und der Effizienz von LED-Modulen
- Optimierung von Beleuchtungssystemen (basierend auf LED, aber auch herkömmliche Leuchtmittel wie Halogen- und Glühbirne, Leuchtstoffröhren, etc.)
- Reflektoren
- Hybrid-Systeme (Reflektor + refraktive Optiken)
- Makro- und Mikrooptik-Arrays
- Finite Difference Time Domain (FDTD Solutions) – Simulationstool basierend auf Wellenoptik
- Berechnung und Analyse von diffraktiven Strukturen (Strukturgrößen im Bereich der Wellenlänge des Lichts)
- Periodische Strukturen (1D, 2D, 3D Gitter)
- Mikrolinsen-Array zur Lichtlenkung
- Photonische Strukturen und diffraktive Optiken
- Ein- und Auskoppelstrukturen für Solarzellen, Wellenleiter, optische Sensordevices
- Simulation von Partikel- und Oberflächenstreuung
- Berechnung und Analyse von diffraktiven Strukturen (Strukturgrößen im Bereich der Wellenlänge des Lichts)
- Gesamtheitliche Simulation von komplexen optischen Systemen, die sowohl refraktive als auch diffraktive optischen Komponenten beinhalten
- Kombination von Ray-tracing und wellenoptischen Simulationen (FDTD) inklusive Schnittstellen für den Datenaustausch und Kohärenzbetrachtungen
- CAD (Rhino, Autocad)
- Modellierung und Datenexport von Geometrien für Optiken
- Erstellung von Algorithmen (MATLAB)
- Berechnung von Freiform-Optiken
- Datenaufbereitung und Schnittstellen für den Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Simulationsmethoden
Momentaufnahme der Interaktion einer ebenen Welle (Intensität) mit einer dreieckigen Auskoppelstruktur. Links: Wellenlänge ist um einen Faktor 10 kleiner als die Struktur -> Totalreflexion an den Flanken verhindert Lichtauskopplung (Evanescente Felder an den Flanken sichtbar); Interferenz an der Spitze der Struktur bewirkt Auskopplung von einem kleinen Teil des einfallenden Lichts. Rechts: Die Wellenlänge ist in der Größenordnung der Struktur -> Auskopplung erfolgt durch Interferenzeffekte über die gesamte Strukturbreite