光线追迹教程（第 A 部分）：粗糙薄膜的反射

在本教程中，你将使用 OghmaNano 的光线追迹器研究光如何从粗糙薄膜表面发生反射。 这种粗糙度可以代表 AFM 图像或任何其他实验测得的表面。 你将加载 Reflection from film 演示，运行光线追迹仿真，并检查 薄膜上方探测器捕获光的效率。

步骤 1：打开光线追迹示例

从 Windows 开始菜单启动 OghmaNano。在起始窗口中，点击 New simulation。 这会打开器件类型库。找到并双击 Ray tracing 类别，如 ?? 所示。 这将打开光线追迹演示文件夹 （??）。

出现提示时，选择用于保存仿真的目录。与所有 OghmaNano 仿真一样， 最好使用本地文件夹（例如在 C:\ 上），而不是网络或云盘。你可以在 这里 阅读更多关于仿真速度的信息。

步骤 2：检查薄膜与探测器

选择 Reflection from film 后，主 Optical Workbench 窗口会打开并显示 3D 场景 （??）。 红色表面代表粗糙薄膜（例如 AFM 高度图）， 绿色箭头是光源，薄膜上方的紫色网格是光学探测器——概念上类似 CCD 相机。

你可以使用鼠标在 3D 视图中导航：

• 鼠标左键：旋转场景。
• 鼠标右键：平移视图。
• 滚轮：缩放。

步骤 3：运行光线追迹仿真

要开始仿真，点击工具栏中的 Run simulation 按钮（蓝色播放图标）或按 F9。 OghmaNano 会从光源发射大量光线，并根据薄膜的局部表面法向对其进行反射与折射。 仿真运行时，主视图会更新以显示光线的路径 （??）。

步骤 4：探索不同波长

Optical 功能区中的 Wavelengths 小部件可让你选择在 3D 视图中当前可视化的波长。 如 ?? 所示，从下拉框中选择一个波长。 这不会重新运行仿真——整个光谱已预先计算——但它控制显示哪一部分光线。

尝试几个波长并观察探测器处的光线密度如何变化。 在教程的后续部分中，你将看到这与薄膜中的干涉、散射与吸收之间的关系。

步骤 5：查看探测器输出

光线追迹完成后，切换到 Output 选项卡查看写入磁盘的文件 （??）。 你将看到一系列描述光线与探测器响应的文件。 本教程最相关的是 detector0 目录，其中包含由紫色探测器平面记录的数据。

双击 detector0 文件夹，然后打开文件 detector_efficiency0.csv。 该文件存储到达探测器的光能分数随波长的变化。 打开它后，OghmaNano 的绘图工具会显示类似于 ?? 的光谱。

通过将探测器效率曲线与不同波长下可视化的光线进行对比， 你可以建立关于表面粗糙度、散射与角分布如何影响检测信号的直觉。