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Ansys Zemax STAR与Ansys Mechanical/Fluent的跨界合作

 欢迎大家的到来~🥂😊之前我们已经认识了STAR模块(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】 | Zemax Community),对于整个工作流来讲,OpticStudio,STAR模块与其他Ansys工具的集成可以使工作流程得以简化且保证了精度。对STAR感兴趣的盆友可以点击如下链接加入STAR User Group,相关STAR的信息都会更新在其中STAR User Community我们以高能激光的案例再来说明下这个工作流:光学系统的设计(分析、优化、公差分析等):Ansys Zemax OpticStudio在OpticStudio中完成光学设计后,对于光机设计,可参与构建 CAD 和其他机械组件的Ansys软件:Zemax OpticsBuilder,SpaceClaim等,具体选择取决于具体情况。导出设计以进行 FEA 分析。将OpticStudio和CAD的组件导入Ansys Mechanical进行热或应力条件下的有限元仿真分析(初始条件也可以导入)。 定义网格并在感兴趣区域使用更精细的网格应用网格控制,以获得更好的保真度,而不太重要的区域使用稀疏网格,从而加快处理速度。OpticStudio STAR模块具有的一大优势是可以应用于光学元件的网格控制,STAR能够导入非均匀数据。    接下来,我们使用Ansys Mechanical进行瞬态分析,可同时查看机械和光学组件。绘制单个或多个组件的图表,如下图。  当然,也可以结合Ansys Fluent做相关的流体分析:  在运行包括结构,热,CFD等在内的研究之后,通过STAR模块将其完整地带到OpticStudio。要尽可能轻松地执行此操作,请尝试使用Ansys WorkBench的ACT文件扩展,它允许以STAR要求的格式导出数据。从零件树或屏幕中选择光学元件,单击鼠标右键,然后从下拉列表中选择导出到 STAR。  将相应数据利用STAR导入 OpticStudio 中 ,并进行相关分析: 

如何使用ZPLM提取analysis window里面的数据进行优化

先说明,ZOS 是怎么做优化的:通常会用透镜的一个暂时副本对评价函数进行评估 计算。在评价函数计算结束后,透镜的副本以及任何 对 镜头数据的改变都将 被 舍弃 。因而,在执行 ZPLM操作数 调用的宏 的过程中,镜头数据不能做任何改变。 这些 改变 将不会被保留,并且 可能会妨碍 在 同一评价函数中 ZPLM操作数 之后的操作数 的计算。 OpticStudio将无法 恢复到 ZPLM指定的宏计算之前的镜头状态。 如果 刻意 在后面的 操作数 计算 之前故意使用宏来改变镜头数据,那么应该执行两个宏。 第一个应该按需要修改数据,第二个应该重建原始条件下的数据。两个宏都可以列在评价函数编辑器中, 期间的操作数将在修改后的镜头数据基础上执行 。操作用户界面的宏命令,例如CLOSEWINDOW、 WINL()和 GETT()在此 是无效的。这一限制的原因是 这些命令从用户界面中反映 的 单一系统副本中获取信息。因此,即使 ZPLM宏更新系统副本,用户界面显示的主系统副本也不会被更新。出处: The Optimize Tab (sequential ui mode) > Optimization Overview > User Defined Operands (optimization overview) > Changes Made to the Lens from within the ZPLM Marcro 所以用以上操作数行不通,但是可以使用GETTEXTFILE获得即时的数据然后进行优化。附件以畸变为例,进行了优化。打开ZAR文件之后可以看到ZPL08.供大家参考使用

关于Opticstudio选用核数跟优化速度的关系

如果一台计算机使用多个CPU进行计算,系统并不总是需要使用所有的CPU.下面的图片显示了一个多CPU/线程工作方式的例子。有些计算只由一个CPU/线程(母线程)执行。 在这段时间里,CPU的利用率很低。有些部分需要多个CPU/线程(平行区域)。 在这段时间里,CPU的利用率很高。如果在OpticStudio中为计算配置了N-cores,OpticStudio不会就获得N-cores。这是因为操作系统决定了应用程序可以使用多少个内核。OpticStudio将根据配置从Windows请求资源。在大多数情况下,OpticStudio并不能获得所有的资源。在计算方面,更多的内核并不意味着更快的计算。这取决于你在做什么样的计算。 如果计算不需要这么多的资源,而且核心/线程的数量超过了需要,那么将数据分配给每个线程的时间会更长。您可以设置OpticStudio在计算过程中可以使用的内核数量。 然而,如上所述,你将只得到所要求的一部分资源。有一个平行计算的理论叫做阿姆达尔定律。X轴代表处理器的数量。Y轴代表加速。不同的颜色代表方案/计算的视差部分的显示。可以看出,使用2到32个内核可以提高速度,但使用更多的内核并不能提高很多速度。就实际计算而言,它更为复杂。可能影响速度的因素有:核心数量、光学系统(有多少种计算可以并行进行)、OpticStudio可以获得的资源数量,由操作系统决定硬件规格等。以上只是可能影响速度的一般因素。 

[网络研讨会] Zemax集成化光学系统模拟整体解决方案 – 高能激光系统示例

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5月25日(周三) 14:00-15:00 参与链接: https://attendee.gotowebinar.com/register/1819028061812850699?source=community 内容摘要: 在如今光学系统设计中,热效应和结构形变对于光学系统性能有着很大的影响。在本次研讨会中,我们将以全面介绍如何使用 OpticStudio 设计光学系统、并随后使用 OpticsBuilder 进行机械元件建模,最后结合 STAR 模块整合 FEA 分析数据应用于光学系统进行综合性能评价,作为如今 Zemax 旗下产品的完整应用流程。同时,我们也将使用高能激光系统为例,包含实际的文件做出基础的演示操作,帮助您更加直观地了解该操作流程中的详细细节。 需要进行热效应和结构形变分析的复杂光学系统性能整体分析,通常都是光学设计与分析领域的痛点,本次研讨会将为您带来全新的解决方案 - 基于 OpticStudio 的 STAR 模块。该模块于 2021 年 5 月载入至 OpticStudio 21.2 版本中,可以将分析得到的 FEA 数据应用至光学系统中的各元件表面上,拟合后对于系统进行整体的光学性能分析,无缝完成所有所需操作。 演示者: 高级应用工程师 胡皓胜,Ansys Zemax 中国

Distortion Focal Length的定義 (ZPL範例)

本文章介紹了:    Field Curvature/Distortion分析的文字區塊中Distortion Focal Length的定義    使用Single Ray Trace驗證    介紹用ZPL中的PLOT、RAYTRACE指令    用ZPL簡單的驗證Distortion Focal Length的定義文章發布時間:September 23, 2015 系統分析功能中的Distortion Focal Length當我們在OpticStudio中打開Field Curvature/Distortion分析功能時,會在文字區塊中看到這個參數,有些使用者會好奇這是什麼參數,為什麼他與狀態列上的有效焦距EFFL不同。請開啟範例檔:\Zemax\Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx請開啟Analyze Ribbon > Aberration > Field Curvature and Distortion,並記得在Settings中設定使用主波長2,也就是0.587 um。(這是為了與之後我們撰寫ZPL時使用相同的波長驗證)點擊一下視窗下方的Text標籤,並找到如下的Distortion focal length參數。 可以很輕易的發現他與整個主視窗下方的狀態列上的EFFL數值不同。  什麼是Distortion Focal Length要瞭解Distortion Focal Length,首先我們先查看Help檔案。 根據上面反白的文字,系統會先追跡小視場,然後其他較大視場的入射光線再根據Yref=f*TAN(theta)放大。其中f就是在小視場下計算的,我們可以用追跡工具Single Ray Trace簡單的驗證: (請注意波長為2)由於此範例最大視場為14度,因此Hy = 0.0001代表0.0014度,Px = Py = 0代表chief ray,可看到第7個面的像高為2.4271401744E-003。我們把公式轉換為f = Yref / TAN(theta) = 2.4271401744E-003 / TAN(0.0014 degree) = 99.3320630可發現與Field Curvature/Distortion分析功能文字區塊

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