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常见问题

zemax-光学设计

发布时间:2023-06-27 21:31:26人气:214

ZEMAX光学设计软件是国内流行的光学设计软件之一,也是国内拥有广大用户群体的光学设计软件。相较于其他的光学设计软件,ZEMAX可以设计复杂的几何光学光路,还可以对光学元件进行分光、镀膜等操作。序列模式和非序列模式设计模式相结合,提高了光学设计的效率和精准度。

光学设计软件.png

Zemax光学产品设计软件OpticStudio和 LensMechanix,帮助光学与机械工程师团队将他们的想法变为现实。Zemax 软件将光机工作流程标准化,减少了开发迭代以及样机的重复生产,加快产品上市速度并降低了开发成本。

一个工具即可助您设计光学系统

我们为工程师提供了创造佳光学系统设计的能力。OpticStudio 是的光学、照明以及激光系统设计软件。航天工程、天文探测、自动化、生物医学研究、消费电子产品以及机器视觉领域的标杆企业都将 OpticStudio 作为他们的工具。凭借其全面的分析和模拟工具,OpticStudio 在功能方面独树一帜。目前市面上没有其他软件像 OpticStudio 一样提供先进的优化工具来改善性能。

通过精准优化提升设计效果

用户可以利用优化工具,比如使用可视化优化器,手动调整设计以达到期望的性能。也可以利用高级优化算法自动计算,通过改变透镜的曲率半径、厚度、材料等变量,算法会自动给出能够达到系统佳性能的优解。我们提供多种算法,包括快速局部优化算法和全局优化算法。你还可以使用对比度优化快速优化 MTF。

利用全面的公差分析功能确保可制造性

精确的公差分析能够让生产更加容易。通过灵敏度公差分析可以计算每个参数的公差将如何影响整体系统的性能。反灵敏度公差分析则可根据系统公差的要求来反推每个参数的公差范围。蒙特卡罗公差分析能够模拟实际制造情况,让所有公差随机分布出现,查看其对系统成像的影响。

OpticStudio 支持 CAD 文件的导入、优化和导出

对于光路中的部分结构,OpticStudio 支持与 SOLIDWORKS、PTC Creo Parametric 以及 Autodesk Inventor 动态链接,并对这部分结构进行优化。同时,也可以利用 OpticStudio 自带的 CAD 集成模块 Part Designer 设计光学系统的结构。

为了让产品更快上市,机械工程师可以使用 LensMechanix 在 CAD 软件中封装光学系统并模拟机械设计对光学性能的影响。机械工程师能够将完整的光机结构保存为 OpticStudio 文件,方便光学工程师基于完全相同的设计进行分析。

OpticStudio 编程功能满足您的定制需求

三大功能满足您的定制需求:

-ZOS-API – 通过 OpticStudio 应用编程接口,用户可自行创建应用,自定义分析流程。

-Zemax 编程语言(ZPL) – 用户可在 OpticStudio 中自定义宏。

-自定义表面和物体 – 用户可自定义系统表面的形状、相位、传递函数以及梯度折射率。

在 OpticStudio 中设计光学系统的五个步骤

1. 设置系统

OpticStudio 直观的用户界面包括易于学习的工具和向导,帮助你高效模拟和设计任何光学系统。

超过 200 个视场点,让你可以建立复杂的自由曲面和非旋转对称系统。

仅使用一款光学设计软件即可设计出可靠的原型样机,该软件即可模拟成像光学,也可以模拟照明设计,还能够模拟杂散光的影响。

2. 分析系统以评估性能

OpticStudio 包含一套用来帮助你分析系统性能的工具。除了经典的分析功能,OpticStudio 还提供旨在改善自由曲面设计的全视场像差分析,优化 MTF 的对比度分析,以及为物体场景生成逼真图像的图像仿真。

3. 优化系统以满足制造规范

根据用户自定义的约束条件以及设计目标,先进的优化工具会自动改进设计性能。通过减少设计迭代,将节省大量时间。

对比度优化消除了旧流程中固有的多个设计和测试步骤,将 MTF 的优化速度提高了 10 倍。

4. 对系统进行公差分析,确保可制造性

先进的工具将制造和装配限制纳入约束条件,以确保可制造性和生产效率。

除了灵敏度研究外,蒙特卡罗公差分析还可以模拟实际性能。

设计完成后可导出为可生产文件,例如 ISO 图纸以及常见的 CAD 文件格式。

5. 根据需求定制化 OpticStudio

通过使用 ZOS-API,你可以创建独立的应用程序,构建自己的分析工具,使用 C#, C++, MATLAB 以及 Python 从外部控制 OpticStudio。

Zemax 编程语言 (ZPL) 让你能够编写自己的宏来自动化重复的过程。

通过自定义 DLL 可以创建任意面型,物体,光源以及散射函数。

提升光机产品设计的准确性LensMechanix

LensMechanix为机械 CAD 软件带来了强大的 OpticStudio光线追迹功能,从而使得机械、产品以及系统工程师能够在整个设计周期中确保产品具有良好的光学性能。 LensMechanix 现已适用于 SOLIDWORKS ,Creo 版本目前正在公测中,其他 CAD 软件版本之后将陆续推出。

在整个设计过程中确保光学性能

当构建原型机或产品时,没有人喜欢意外惊喜。使用LensMechanix,你可以在设计过程中的任何时候对光学性能进行评估,确保初的设计意图没有被改变,并防止由于设计决策导致的任何意外后果。即便是一个简单的倒角也可能会为你的光学系统引入杂散光,从而对产品性能,以及你的声誉造成潜在的灾难性后果。

从 OpticStudio 中将所有的镜片、反射镜、棱镜、光源以及探测器在 LensMechanix 中读取为原生 CAD 元件,这使得所有组件在 CAD 环境中都能正常发挥作用。

在您的软件环境中使用相同的设计文件

当团队成员之间共享不完整的设计信息时,会出现错误。

如果设计改变,问题就会变得更糟。使用 LensMechanix和 OpticStudio,设计团队基于一致的设计信息工作。对设计的更改会迅速传达至整个系统,从而消除错误,提升性能并且早于计划日期完成设计。

加快上市速度

通过让机械工程师在初始设计阶段发现和纠正问题,LensMechanix 可以更快地将产品推向市场。

例如首屈一指的牙科显微镜供应商 — Global Surgical,比原计划提前数月成功设计并生产了其 A 系牙科显微镜的新一代目镜。

保持设计保真度

当使用 LensMechanix 的机械工程师与使用 OpticStudio的光学工程师配合时,他们能够基于同样的设计文件协作而不会遗漏任何信息。在 SOLIDWORKS 或 Creo 中加载光学元件后,他们可以设计机械部件,然后通过光线追迹完备的分析整体的光机设计,不再依赖光束猜测设计的可行性。

完成机械部件设计后,使用光线追迹分析整体光机设计。

及早发现并修正机械错误

通过使用 LensMechanix 的分析工具,可以及早发现并解决机械结构引起的问题,避免在设计迭代上花费太多时间,同时减少生产昂贵原型机的次数。

光学性能总结 (OPS) 是 LensMechanix 帮助你发现问题的强大的分析工具之一。OPS 能够将终整个光机系统的性能与初始 OpticStudio 设计的性能进行比较,以便您评估系统是否合格/失败,并更正任何发现的问题。

LensMechanix 中的光学性能总结可以帮助检验光斑大小、光束遮挡以及像面污染的问题。

LensMechanix 通过简化光机工作流程,改进了光学和机械工程师之间的协作。

LensMechanix 如何提高效率?

--不使用 STEP 或 IGES文件,将 OpticStudio 文件直接加载至 SOLIDWORKS 或 Creo 中能够节省时间并减少错误。

--使用 LensMechanix 分析工具发现并修正错误,减少了往复迭代,节省了花费在构建失败的物理原型上的时间和资源。

--当光学工程师修改光学设计时,机械工程师能够得到同步更新,从而避免了每次修正后,机械工程师需要为新的光学表面重新设计机械部件的麻烦。

--机械工程师能够为光学工程师保存完整光机组件的OpticStudio 文件,此举有助于节省时间并减少错误,因为他们能够分析相同的设计。

LensMechanix 解决的大的设计难题是什么?

LensMechanix 可以帮助您识别机械部件对光学性能的影响,包括杂散光、像面污染以及光束遮挡。

LensMechanix 是否可以处理序列模式以及非序列模式文件?

可以。LensMechanix 基于非序列模式运行,如果遇到序列模式文件,将会在读取 OpticStudio 文件时,将其自动转化为非序列文件。

LensMechanix 包含哪些分析工具?

--完整光线追迹 – 分析光学系统以及机械系统的性能。

--光线筛选 – 创建光线筛选器找出造成杂散光或是像质问题的机械部件。

--表面光焦度分析 – 分析表面光焦度。

--公差分析 – 在 CAD 绘制区提供光学参数及位置公差信息。

--光线散射 – 由于光学和机械表面特性而造成的散射光线。

--能量吞吐 – 测量由于机械部件导致的能量损耗。



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