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Zemax STAR模块的自白---【我是一个分析温度、形变对光学系统影响的工具】

欢迎大家的到来,期待大家的回复~~今天,让我们来花点时间让STAR这个小盆友做个全面的自我介绍如果听完自我介绍,想继续了解的盆友们,可以点击如下链接加入STAR User GroupSTAR User Community一同在其中讨论关于STAR的相关问题,分享使用它的乐趣,体会它每一点进步带来的喜悦初出茅庐的STAR可谓是今年涌现的黑马,一举成名,获得了2022 SPIE软件类“棱镜奖”  STAR 模块是什么? 简而言之,STAR 可以和它的小兄弟“FEA有限元分析软件”一起,让 OpticStudio 用户可以在 OpticStudio中采用全部的Analyze功能进行结构应力、 热对光学性能影响的分析。小兄弟负责获得FEA分析结果,剩下的部分STAR和OpticStudio完成。锦上添花的是,我们可以利用STAR 模块包含的 STAR-API programming功能,实现工作流自动化。  STAR 模块的优势在哪?  一句话概括,完成FEA 数据与光学表面准确匹配,并让其精确地反映到光学模型上。改善 STOP 分析的准确性 不同于使用 Zernike 多项式往往需要使用高阶项系数进行形变拟合,STAR 模块将使用数据拟合算法(piecewise spline fit )完成对表面的拟合。‎使用STAR导入的FEA形变数据包含position或者air gap(镜间距)的变化,因此,当用户采用STAR load FEA 数据时,他们既可以获得表面的位移量(RBMs :rigid body motions),也可以获得高阶形变量( higher-order deformations)。所以,STAR考虑了系统整体变化带来的影响(目前应力双折射效应的考量在roadmap中)。‎目前STAR拟合算法对于所有具有实际物理意义的表面都可以准确拟合,换而言之,我们不推荐对于类似近轴透镜(paraxial lens)或者一些相位面(phase surfaces)采用STAR仿真。 原始 FEA 数据仅用于生成数值拟合,拟合后的结果存储在.ZST 文件中用于后续光线追踪和在不同分析中显示结果。值得一提的是,区别于一些solution的点在于,有了STAR,FEA数据中非均匀格点将被支持:将 2D 表面形变转换为非均匀网格矢高数据将 3D 温度分布情况转换为非均匀折射率分布

结合Lumerical和Zemax,一起结伴学习Computational Electromagnetics(计算电磁学)吧

好久不见,关注微纳光学的盆友们应该有关注到目前Lumerical+Zemax的联合解决方案,在7/8月份,我们有两场联合的研讨会,大家可以点开以下链接回看研讨会视频:Zemax 和 Lumerical 工作流程第 1 部分 - 从微观到宏观的光学仿真 (ansys.com.cn)Zemax 和 Lumerical 工作流程第 2 部分- 从微观到宏观的光学仿真 (ansys.com.cn)结合Lumerical和Zemax, 针对不同领域涉及到微观和宏观的系统,我们都可以尝试用此联合方案解决您遇到的仿真和设计问题🥂马上在10月份我们即将正式推出Lumerical+Zemax的RCWA动态链接solution,相信无缝串联的solution可以为大家的设计和仿真带来极大的便利,比如在AR衍射光波导的设计,或者手机摄像头花瓣鬼影的仿真等下面这个研讨会,由Zemax RCWA 设计者Michael Cheng 和Lumerical Zheng Zhou带来,详细介绍了这个新功能,大家可以先睹为快,有任何问题也欢迎提问:使用Zemax OpticStudio与Lumerical RCWA动态连结来设计并优化光波导 (ansys.com.cn)当然大家也可以在此网站内搜索关键词,比如RCWA,或者Meta等来获取相关的知识库文章或者资料分享~Connect with your fellow Zemax-ers | Zemax Community最近我们组内在学习讨论计算电磁学,参考的以下内容,深入简出,可学性很高,欢迎大家跟我们一起来学习哦~~当然可以搭配视频资源, 下面链接里是相关的PDF学习资源~https://empossible.net/academics/emp5337/ 欢迎大家加入学习队伍,一起进步哦~~~啊哈,还有个事,9月份Ansys 光学全线产品Lumerical+Zemax+Speos 会参加深圳CIOE光博会,组内专家全员出动,多个technical talk准备中,欢迎大家关注[Ansys光电大本营]公众号,我们会发布CIOE动态我们深圳见~ 

Fizeau干涉仪模拟实例

本文为翻译帖,作者是Kensuke Hiraka。原文链接(含附件):フィゾー干渉計のシミュレーションについて | Zemax Community本节介绍一个Fizeau干涉仪的模拟实例。干涉仪有多种类型,这里介绍的Fizeau干涉仪是一种干涉仪,广泛用于测量光学元件和透射波面的表面精度。 这里我们介绍一个使用Fizeau干涉仪来测量透镜的透射波面变形的例子。以下是被测试的系统。 使用一个有效直径为50毫米、焦距为578毫米的平凸透镜。为了表示不对称的像差,用Zernike条纹相位面来增加像散和慧差像差。 还使用了-0.7的圆锥系数。 平凸透镜会导致大的球差。下图是镜头数据编辑器。 背面的焦点是571.982毫米。以下是光路图。可以使用分析->波前图对波前进行分析。下图展示的是波前图的分析结果。波前PV值 0.3821λ、RMS 0.0881λ。接下来,对Fizeau干涉仪进行建模。 要建立一个含有 "平面光源 "的Fizeau干涉仪模型(即发射准直光),选择 "无焦像空间 "复选框并进入无焦模式,如下图所示。在对 "球面原型 "进行建模时(在这里发出会聚光),请将镜头置于正常焦距模式。镜头数据编辑器如下图所示。 在测试透镜后面放一个凸面镜反射光线,这样光线就会重新进入测试透镜。 应注意以下两点:1. 从测试镜头到凸面镜的距离应该是测试镜头的后焦点(571.982毫米)减去凸面镜的曲率半径(本例中为300毫米)。2.尽可能多地拾取数据,以确保在待测数据发生变化时,回程的数据相应变化。 各种系数也被拾取。模型完成后的光路图如下所示。检查波前像差图。可以看出,波前像差为0.7642λpv和0.1762λRMS,是单透镜的两倍。 也可以看出,不对称像差没有问题(因为往返的光通量通过被测镜头上的同一个地方)。因此,Fizeau干涉仪输出值的1/2是被测透镜本身的波前像差。此外还可以使用下图的干涉图分析功能进行波前分析:放大率被设置为1。 帮助文件指出,对于双通道光学系统,放大率应设置为2,但这是在双通道光学系统被建模为简化的单通道时。 如果像本例中那样对整个双通道进行建模,则应将放大率设为1。

解像力仿真

本文为翻译帖,作者是Ryosuke Niitsu。原文链接:解像力チャートのシミュレーションについて | Zemax Community 本节介绍了一个模拟解像力图表的例子。作为一个例子,我们将使用一个等倍率的光学系统,如下图所示。首先,检查该光学系统的MTF。分辨率图是用黑白的二进制图像创建的。MTF设置如下图所示。解析图使用的是 "方波"。显示的是短波的MTF。在物体高度为-20毫米时检查20个周期/毫米,表明S图像_50% T图像6%。 接下来,对解像力图进行图像模拟。有两种方法可供选择。 (1) 局部相干图像分析。选择分析→扩展光源分析→部分相干图像分析。作为一个假设,需要注意的是,MTF是在20周期/毫米时评估的。在光学行业,一个单色对被算作 "1本"。换句话说,在20周期/毫米时,单色对的宽度是1毫米/20对=0.05毫米。 在这个模拟中,使用了'LINEPAIR.IMD'文件。该文件包含10行对,有10个0.05毫米的黑白对,所以0.05毫米×10=0.5毫米。那么在图像空间中,文件的一侧长度为0.5毫米。 真正的MTF是通过设置显示方法为X-section来计算的。MTF计算结果显示在红色框内的区域, 该值为50%。 (2)图像模拟。这样做的好处是可以在实际图表的图像上进行模拟。许多分辨率图表有多条垂直和水平排列的线。您也可以创建自己想仿真的图像。例如,对于一个纵向和横向都有三条线的图像文件来说我们将在一个文本文件中创建它,如下所示。然后,通过将文件扩展名转换为IMA,该文件可以作为图像文件使用。分析→扩展光源分析→图像模拟。按照以下参数对仿真进行设置,使用自定义的图像文件作为输入文件。输入0.3作为视场的高度。 你所创建的图像文件是12 x 12。因此,线的宽度是输入0.3的1/12,也就是0.025毫米。对于一对线对,0.025 x 2 = 0.05。 仿真的图像如下所示。你可以看到两条水平线(切线图像)。这种现象被称为 "伪像"。用FFTMTF检查时,切向图像为15线/毫米,MTF为0。然而,此后会有百分之几的对比度复现。在这种情况下,对比度可能存在,但黑白图像可能被颠倒。 如果在FFTMTF的设置中将类型改为相位,可以发现,在15线/毫米或更多的情况下,相位转为180°。 

室内照明案例分享2—室内场景模拟

本文介绍室内照明(天花板顶灯),在室内人眼所看到的情况的模拟示例。上一篇文章中,我们创建了照亮房间的照明部分。我们将从创建家具开始。 家具制作使用Part Desginer功能创建房间家具。下面是沙发的示例。 同样,创建(带电视支架)电视、窗帘、桌子和椅子。各自创建膜层数据。反射率可以自由设置。下面是用于沙发的示例。同样,创建多个膜层。这里创建的膜层,分配如下。 Sofa       :沙发和椅子的座位部分。WOOD :桌子、椅子和电视支架。Curtain :窗帘。各波长对应的反射率如下图所示。◆Sofa◆WOOD◆Curtain对物体表面进行分组在“分析”选项卡的物体编辑器中打开物体。将使用同一膜层的表面转换为同一面组。通过为每个面组设置膜层属性,可以省去为每个表面设置的麻烦。通过如上的设置,椅子的面0使用WOOD膜层,Lambertian 散射。 模拟人眼在室内所见人眼所见的模拟方法如下:使用镜头。 使用RayRotator。 但是,如果使用透镜,由于景深较浅的缘故,整个房间因为离焦无法反射成清晰像。要实现模拟是困难的。 另外,使用 RayRotator 时,需要将光源放在相机内部,无法显示安装在室内的光源照亮室内的亮度情况。 因此,像针孔照相机那样景深深,光源可以放置在相机外部的方式进行模拟。下图是非序列元件编辑器中的信息。Object1:光源。    Object2:通过(颜色)探测器探测图像。    Object3:针孔相机的外壳。   Object 4:0.2mm×0.2mm 物体。使用重点采样,因此十分重要。  Object 5- 10 :房间四周的墙壁。Object 12-16:设置的家具。 相机部分的设定如下所示。物体2是探测器物体。物体 4 设置为非常小的矩形。 然后,在“重点采样”中,光线指向该物体后汇集,并记录在探测器中。 只有通过物体4光线才能到物体3(物体3是相机外壳),为设置光线不直接进入探测器,物体3属性为吸收。 该方法与针孔相机原理相同,它就像在探测器上投射室内图像一样。从物体 3 到探测器的距离会影响透视。 越短,透视就越突出。在此示例中设置为 50mm,在此情况下,透视感自然。物体4作为散射表面,设置重点采样。这样,被照射的物体上散射的所有光线都可以指向物体 4。然而,这种情况下,墙壁和地板上反射的光不能再次照亮房间。因此,我们

[网络研讨会] 使用Zemax OpticStudio与Lumerical RCWA动态连结来设计并优化光波导

感谢大家长期以来对 Zemax 的关注与支持!我们将在以下时间开展本次的网络研讨会,您可以通过以下链接进行本研讨会的注册。并且,您可以在我们全新的 Zemax 社区论坛上,事先或者结束后针对本次研讨会的内容对演讲者进行提问,也请自由留言进行交流。时间:2022年7月21日(周四)9:00 PM - 9:45 PM (GMT+8)2022年7月22日(周五)2:00 AM - 2:45 AM (GMT+8)参与链接: https://register.gotowebinar.com/rt/1317253837013918220?source=Zemax内容摘要:这些年来,增强现实(AR)设备的市场一直在增长,并继续加快这一进程。在许多不同类型的设计中,衍射波导成为市场上最重要的主流之一。在这次网络研讨会上,我们将介绍一个设计和优化波导的工作流程解决方案,它也被称为出瞳扩展器。在这个工作流程中,首先在Lumerical环境中设计和分析最初的一维或二维光栅。该光栅可以被参数化,其中的几何形状由一些用戶定义的参数控制。在光线追踪过程中,OpticStudio在后台通过API自动调用Lumerical RCWA,以求解光栅的电场响应。操作过程中,Lumerical的参数通过这个API显示在OpticStudio用户界面中。我们将演示用户如何从OpticStudio用户界面改变光栅的几何形状,并触发Lumerical自动计算新数据。还会演示一个简单的优化例子。演示者:Michael ChengKyle Johnson 

室内照明案例分享1—照度分布的模拟

本文介绍在 OpticStudio 中对室内照明进行模拟。创建室内照明 通过光源物体创建室内照明。 在这里创建室内照明的规格,如下所示。 亮度     :3000  lm 直径  :φ550 mm 配光  :半值  60°此外,房间空间设置如下。 宽:2.7 m × 3.6m 高:2.2 m 对光源物体使用(椭圆)光源。 为了确认光分布,设置(极)探测器和(矩形)检测器。 由于房间高度为 2.2 米,因此(矩形)探测器被设置在 2.2 米处。 亮度为 3000lm,因此能量设为 3000由于直径为φ550mm,在X半值和Y半值参数中输入半径275mm。通过在余弦指数中输入 1 来指定亮度分布。 执行光线追迹的结果如下所示 光分布 光分布按照输入的余弦 1 次方成比例分布。 此外,最大亮度为 962.53 坎德拉。  照度分布2.7m × 3.6m的探测器放置在距光源 2.2 米处,照度分布如下图所示,中心照度为 197 Lux。 从先前的969.6坎德拉开始计算969.9 坎德拉 / (2.2 米) ^2 = 200 流明 / 平方米,近似计算与模拟结果相符。  查看照度分布,探测器边缘照度降至中心峰值照度的 36%。  光谱我们将使用 YAG 荧光粉白色 LED 光谱进行照明。  查看光谱,如下图所示。 光源的光谱决定了被照亮物体的外观颜色(显色性)。 参数对室内照明的仿真结果有显著影响。   那么,由于光源的数据是可创建的,因此,我们将在“室内”设置的条件下,模拟“室内照明”。 以下为非序列元件编辑器。  房间大小宽:2.7 m × 3.6m 高:2.2 m 使用矩形体创建墙。 探测器位于每面墙的前面(-1mm)。  ※ 在参考物体中输入“-1”,参考上一个物体。 ※ 在探测器的“仅前面”中输入“1”,仅接收来自前面的光线。  接下来,为每面墙设置膜层。 膜层可以按下面所示进行添加。 Coating名:WALL 所有可见光范围内的反射率为 65%。  通过查看不同波长的反射率,可以看到可见光范围的波长内反射率为 65%。  Coating名:BROWN在可见光范围内,短波长具有较低的反射率,而长波长具有更高的反射率。每面墙都反映出所创建膜层的反射率。 散射设置为 “Lambertian”。散射百分比,输入 1。 通过这样的设定,物体既有所设置膜层的反射率,同时有

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