Vantablack光学模拟:从太空到道路

一辆涂有Vantablack涂层的宝马X6

设计过程中的材料选择对产品的性能和安全性起着至关重要的作用，如下图所示。该模拟结果证明了Vantablack®在解决杂散光问题方面的强大功能。但Vantablack到底是什么?

比较普通黑色涂层和Vantablack在挡风玻璃相机捕光器上的模拟结果

Vantablack是一种新型超黑涂料的品牌名称。这些涂层的独特之处在于，它们的半球面反射率都低于1%，并且在所有视角下都能保持这种水平的性能。最初的涂层被称为Vantablack，拥有独立验证的世界纪录，是最黑的人造物质。它最初是为星载黑体校准系统开发的，并于2015年实现了空间传承，消除了卫星定位系统中的太阳眩光。

Vantablack涂层对太赫兹光谱范围以外的紫外线频率具有无与伦比的吸收能力。这些涂层的特性正被用于深空成像、汽车传感、光学系统、艺术和美学等应用。

“在太空发射和极端温度下承受冲击和振动的能力，同时保持几乎完美的吸收，使Vantablack成为广泛汽车应用的首选，”萨里纳米系统业务发展总监Michael Stellmacher说。Vantablack涂层可消除平视显示器和摄像头眩光屏蔽中的反射。它们显著提高了激光雷达传感器的性能，用于控制杂散光，并在汽车照明中创造出独特的设计。”

公司如何在不投入太多资源进行原型测试的情况下预测这种材料的影响?

万博Ansys实验室光学测量装置

用特定材料进行杂散光分析

万博Ansys提供光学测量设备来获取您的材料光学特性，无论是在实验室还是直接在现场使用手持设备。获得的光学属性-例如。brdf(双向反射分布函数)或。material文件-用作光学模拟的输入。

测试具有其自身行为的高度特定材料是至关重要的。您不希望使用通用光学属性作为模拟输入。你需要精确的模型，这可以通过光学测量设备和模拟来实现。通过光学模拟，您还可以测试多种材料组合，而无需参考昂贵的物理原型。

这种硬件和软件的原生组合是使万博Ansys Speos光学系统设计软件所以可靠。硬件和软件-包括准备模拟测量数据的数据后处理算法-旨在实现一流的光学模拟。

Vantablack杂散光用例场景

让我们以前照灯的设计为例。想象一下，由于设计中没有正确考虑公差，您未能通过规范测试。这个问题必须解决——在模型冻结后重新设计是不可能的。

使用Speos中的Light Expert功能，您可以精确地确定反射过多光线并导致调节失败的几何形状的表面。一旦您确定了前照灯中杂散光的原因，您就可以模拟必须涂上Vantablack以去除寄生光的表面数量。您可以在不改变设计或核心材料选择的情况下避免项目失败。

但是在设计初期就让Vantablack参与进来，避免在接近生产或者已经开始生产之后出现这样的问题怎么样?

Ansys Speos中的模拟设置(上)，使万博用低光束调节测量(下)。

使用Speos，您可以从一开始就使Vantablack成为设计的关键功能。假设你正在设计一个挡风玻璃摄像头。使用Speos测试不同形状和不同材料既快速又具有成本效益，为您提供更多选择，以便在开发的早期阶段找到正确的设计。例如，您可以模拟一天中的不同时间。可以确定关键的太阳位置，并作为后续测试的参考，确保系统在所有条件下都能正常运行。