Differentielles Raytracing zur effektiven Optimierung von Beleuchtungssystemen mit inkohärenter Strahlung

Die schnelle und effiziente Optimierung ist für die Entwicklung von Beleuchtungssystemen mit inkohärenter Strahlung von grundlegender Bedeutung. Ziel der Optimierung kann dabei z.B. die Homogenisierung der Intensitätsverteilung in einer gegebenen Zielfläche durch Variation ausgewählter Systemparameter (z.B. Linsenkrümmungen) sein. Beim differentiellen Raytracing wird neben den bekannten Strahlparametern auch die Ausbreitung der lokalen Wellenfront durch das System untersucht. Die signifikante Verringerung der Rechenzeit bzw. des Rauschens im Vergleich zum bekannten Monte-Carlo Verfahren konnte bei der Simulation von optischen Systemen bereits gezeigt werden. Nun soll untersucht werden, ob der Einsatz des differentiellen Raytracings auch bei der Optimierung von Beleuchtungssystemen überzeugen kann. Dabei ist von Vorteil, dass die neue Bewertungsfunktion im Gegensatz zur Optimierung mittels der Monte-Carlo Technik nicht verrauscht, sondern glatt und stetig ist, woraus eine Verringerung der Rechenzeit bei konstanter Optimierungsqualität erwartet wird. Es werden Bewertungsfunktionen mit differentiellem Raytracing präsentiert und mit vorhandenen Optimierungsansätzen verglichen.