SigFit—光-機-熱耦合分析工具

       美國Sigmadyne公司的SigFit軟件是光機熱耦合分析工具，可以將有限元分析得到的光學(xué)表面變形等結果文件通過(guò)多項式擬合或插值轉化為光學(xué)分析軟件的輸入文件，還可實(shí)現動(dòng)態(tài)響應分析、光程差分析、設計優(yōu)化、主動(dòng)控制/自適應控制光學(xué)系統的促動(dòng)器布局及優(yōu)化等。 SigFit幫助用戶(hù)解決了不同學(xué)科間的數據傳遞難題，可很大程度上縮短研發(fā)周期，節省研發(fā)成本，有效提升光學(xué)設計仿真精度，提高光機產(chǎn)品的成像質(zhì)量與環(huán)境適應性。目前，SigFit已廣泛應用于成像光學(xué)鏡頭、光學(xué)傳感器、激光通信、顯微光刻等高精密光學(xué)產(chǎn)品的研發(fā)。

產(chǎn)品介紹

• 基本功能

       ? 面型擬合：將熱與機械分析得到的溫度、應力及面形變化等分析結果導入SigFit，通過(guò)多項式擬合或插值，轉換為光學(xué)分析軟件可以讀取的格式，直接在光學(xué)分析軟件中考慮系統受到外界熱、機械作用后的光學(xué)性能變化。

• 高級功能

       ? 主動(dòng)控制：分析光學(xué)面形RMS值隨激勵源數目的變化關(guān)系，分析如何布置激勵源使光學(xué)表面RMS值盡可能小，為施加激勵源的位置和大小提供參考；根據一定約束自動(dòng)優(yōu)化、計算施加激勵源的位置。

       ? 動(dòng)態(tài)響應：基于有限元固有頻率分析結果，通過(guò)用戶(hù)在SigFit中指定的激勵載荷和阻尼等計算，面形由于諧波振動(dòng)/隨機振動(dòng)/瞬態(tài)載荷引起的剛體位移、曲率變化、RMS誤差、傳遞函數變化、LOS晃動(dòng)及各階模態(tài)對RMS的影響。該模塊可幫助用戶(hù)將機械振動(dòng)與光學(xué)性能分析指標聯(lián)系起來(lái)，對于光學(xué)透鏡組有重要的意義，可預測不同工況下對光學(xué)成像鏡頭組成像影響較大的模態(tài)，為設計提供參考，有效提升光機系統環(huán)境適應性。

       ? 設計優(yōu)化：將光學(xué)表面的Zernike系數、面形RMS值、PV值等參數轉變?yōu)橛邢拊浖袷降姆匠?，利用有限元軟件的?yōu)化求解器對光學(xué)表面的面形、支撐結構、材料參數等進(jìn)行優(yōu)化，獲得理想的光學(xué)系統設計方案。該模塊使得用戶(hù)可以在考慮光學(xué)性能的前提下調用Nastran求解器進(jìn)行優(yōu)化，對于光學(xué)成像鏡頭組，可實(shí)現系統的多學(xué)科綜合優(yōu)化，能有效提升產(chǎn)品綜合性能。

       ? 光程差分析：包括熱光分析，應力光學(xué)分析及氣動(dòng)光學(xué)分析三大類(lèi)。利用有限元分析/流體分析得到的應力、溫度分析結果/流體的密度分析結果，根據溫度、應力、密度與折射率之間的關(guān)系，計算得到對應的光程差及雙折射等光學(xué)特性。該模塊提供了熱光分析、應力光學(xué)分析、氣動(dòng)光學(xué)分析的實(shí)現途徑，在設計階段對熱、應力、氣體密度通過(guò)影響光學(xué)系統的折射率對光學(xué)性能帶來(lái)的影響進(jìn)行分析，對于光學(xué)成像鏡頭組有重要的意義。

應用&案例

       分析對象：攝像鏡頭組

       分析目的：在熱載荷作用下，通過(guò)優(yōu)化，得到滿(mǎn)足成像條件的設計參數