光學(xué) | 最新Ansys Zemax助力高科技應用創(chuàng )建高保真度設計

本文原刊登于A(yíng)nsys Blog：《Take Augmented Reality and Automotive Designs to the Next Level with the Latest Ansys Zemax Updates》

作者：Kerry Herbert | Ansys 產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理

如今，增強現實(shí)（AR）技術(shù)、汽車(chē)以及其它高科技市場(chǎng)和行業(yè)的發(fā)展，正在推動(dòng)光學(xué)行業(yè)以前所未有的速度設計全新的、更高性能的創(chuàng )新型產(chǎn)品。

仿真在光學(xué)設計中至關(guān)重要，因為它使您能夠準確地對設計和性能進(jìn)行建模，但仿真的作用并不僅限于此。Ansys Zemax OpticStudio使您能夠仿真、優(yōu)化光學(xué)設計并開(kāi)展公差分析；Ansys Zemax OpticsBuilder則能夠將光學(xué)和機械團隊聯(lián)合在一起，以開(kāi)展光學(xué)產(chǎn)品和系統的設計協(xié)作。

現在，隨著(zhù)最新版本Ansys 2023 R1的發(fā)布，這兩個(gè)平臺都推出了新功能，使用戶(hù)能夠將設計和性能優(yōu)化到更高水平，可以設計和構建系統，針對從AR可穿戴設備到汽車(chē)抬頭顯示（HUD）的各種應用生成更清晰、準確的圖像。

使用Ansys 2023 R1打造令人驚艷的光學(xué)元件

隨著(zhù)消費類(lèi)電子產(chǎn)品、高級駕駛輔助系統（ADAS）和其它市場(chǎng)中的技術(shù)快速發(fā)展，光學(xué)設計軟件使企業(yè)能夠提供前沿的創(chuàng )新產(chǎn)品，以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的消費者需求和期望。無(wú)論應用或光學(xué)設計的需求如何，OpticStudio和OpticsBuilder都能夠提供端到端解決方案，包括可靠的建模、準確預測的仿真和完全可定制的分析。

如今，OpticStudio和OpticsBuilder的最新版本可為光學(xué)行業(yè)的工具套件添加更多的解決方案，其中包括在所提及的產(chǎn)品版本中提供的以下改進(jìn)和功能：

• Ansys Lumerical 2D RCWA動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL）（OpticStudio：Premium和Enterprise版本）

  通過(guò)將OpticStudio動(dòng)態(tài)鏈接到Lumerical用于計算衍射效率的嚴格耦合波分析（RCWA）求解器中（當Lumerical與OpticStudio被安裝在同一臺計算機上時(shí)），體驗與Ansys Lumerical FDTD更輕松的集成。使用該功能，您可以對高級AR和HUD系統中使用的復雜2D光柵進(jìn)行仿真和優(yōu)化。

  
  

• 復合表面功能（OpticStudio：所有版本）

  通過(guò)OpticStudio中最新的復合表面功能，可以在序列模式下輕松創(chuàng )建復雜的表面結構并設定公差，包括為矢高表面和堆疊復合表面上的不規則性直接設定公差，而避免使用一些迂回的解決方案使用此功能，您可以添加多個(gè)矢高分布，以根據需要獲得具有復雜新矢高分布的光學(xué)表面。同樣，如果您想要將多種類(lèi)型的矢高分布添加到一個(gè)表面，可以將多個(gè)表面添加為復合堆疊。

  
  

隨著(zhù)Ansys Zemax 最新版本的發(fā)布，所有版本的 Ansys Zemax OpticStudio 都包含增強的復合表面功能

• 非序列單光線(xiàn)追跡（OpticStudio：所有版本）

  使用此工具，您可以在不影響原始系統的情況下，在非序列模式下分析和可視化單光線(xiàn)。因此，您可以設計先進(jìn)的AR光學(xué)系統，以更好地了解出瞳擴展器和其它復雜成像系統中的光線(xiàn)行為。非序列光線(xiàn)追跡使光線(xiàn)能夠以任意順序在光學(xué)元件中傳播，從而實(shí)現光線(xiàn)分光和散射。通過(guò)光線(xiàn)分光，只需要追跡更少的光線(xiàn)，這可以加速計算。

  
  

• 增強結構、熱、分析與結果（STAR）功能（OpticStudio：Enterprise版本）

  通過(guò)全新改進(jìn)的STAR功能，包括對剛體運動(dòng)（RBM）的主動(dòng)控制，您可以啟用或禁用獨立于表面變形效應的RBM影響，以便在分析過(guò)程中實(shí)現更細粒度的控制。使用此功能，您可以分別查看表面變形和RBM引起的光學(xué)性能變化，這有助于明確部件在設計中的位置。其它STAR更新包括提高了需要光線(xiàn)瞄準的光學(xué)設計（例如廣角相機鏡頭）的速度，以及在STAR系統查看器中將像元修剪到更接近孔徑的位置。在應用了熱有限元分析（FEA）數據之后，更接近的像元修剪功能可以為光學(xué)元件中的溫度和折射率分布提供更逼真的視圖。

  
  

OpticStudio 現可提供主動(dòng)剛體運動(dòng) (RBM) 選項，為工程師和設計師在分析過(guò)程中提供更精細的控制。

• 常見(jiàn)表面類(lèi)型的方程驅動(dòng)導入（OpticsBuilder）

  在OpticsBuilder中，您現在可以選擇使用常見(jiàn)表面類(lèi)型的方程驅動(dòng)導入。這意味著(zhù)您可以顯示用于定義光學(xué)幾何結構的方程，并將這些方程與設計的部件文件結合在一起，從而使您能夠將光學(xué)部件保存在產(chǎn)品數據管理器（PDM）中，并方便以后調用方程。此外，方程驅動(dòng)表面還意味著(zhù)計算機輔助設計（CAD）的精度更高，使您能夠在光學(xué)部件上創(chuàng )建更復雜的機械邊緣。

  
  

• 反射鏡工具修復（OpticsBuilder）

  反射鏡通常用于光機械設計，使用戶(hù)能夠在不影響設計焦距的情況下沿光程進(jìn)行反射，從而使光學(xué)設計適應嚴格的機械空間限制。OpticsBuilder中原有的反射鏡仿真工具已經(jīng)過(guò)全面修改，并且所有已知問(wèn)題都已得到解決。該工具的功能已非常強大，并且為將來(lái)的其他功能做好了準備。

Ansys Zemax OpticsBuilder 中的傳統折疊鏡工具已改進(jìn)，現可提供更強大的功能

眼見(jiàn)為實(shí)

OpticStudio和OpticsBuilder使您能夠在為AR、汽車(chē)和高科技應用創(chuàng )建高保真度設計時(shí)，對系統的光學(xué)和光機械性能進(jìn)行詳細、全面的分析。OpticStudio直觀(guān)的用戶(hù)界面，包含易于學(xué)習的工具和向導，可高效地仿真和設計任何光學(xué)系統；而OpticsBuilder使您能夠使用精確的元件數據在幾分鐘內根據光學(xué)元件來(lái)設計機械結構。隨著(zhù)Ansys Zemax最新版本的發(fā)布，將繼續滿(mǎn)足客戶(hù)對先進(jìn)光學(xué)設計和工作流程優(yōu)化軟件的需求。

在近期推出的Ansys 應用類(lèi)網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )中，用戶(hù)將了解更多Ansys Zemax 2023 R1新版本的強大功能，歡迎大家報名參會(huì )。