怎么进行一次成功的光学设计工作（怎么进行一次成功的光学设计实验）

成功的光学设计离不开开发过程中高效的仿真、分析、迭代和优化。与此同时，文件转换和不匹配的流程可能会减慢将产品推向市场所需的关键工作流程。

Ansys Zemax OpticStudio 是世界领先的光学、照明和激光系统设计软件。航空航天、天文学、汽车、生物医学研究、消费电子和机器视觉领域的顶级品牌都将OpticStudio 视为首选工具。 OpticStudio提供了一套全面的分析和仿真工具，其功能得到了业界的广泛认可。 OpticStudio 提供了业界最好的新型优化工具来提高性能。

为了实现光学设计，工程团队需要围绕共同目标协调他们的专业知识。限制通常不是由于团队缺乏知识，而是由于工具的限制。现在，CAD 用户不再需要花费数小时甚至数天的时间将光学设计转换为CAD 格式。因为，借助Ansys Zemax OpticsBuilder，CAD 用户可以直接将完整的光学设计从Optic-Studio 转换为CAD，分析光学设计封装如何影响光学性能，并为制造部门导出光学图纸，从而节省成本和数月的试错时间。时间。

使用Ansys Zemax OpticStudio 结构、热、分析和结果(STAR) 模块来分析结构和热载荷对光学设计的影响。扩展OpticStudio 功能，包括基于有限元分析(FEA) 数据集的结构、热和光学属性(STOP) 分析。将STOP 和OpticStudio 设计流程集成到优化的工作流程中可以减少人为错误并避免耗时的重新设计。

Ansys Zemax 光学设计软件包提供的先进功能已成为全球大学和光学行业领导者设计光学、照明和激光系统的标准。

精准优化，提升设计性能

Visual Optimizer 提供的滑块等优化工具允许您手动调整系统。还可以使用先进的优化算法来实现最佳设计。此类算法通过调整透镜半径、厚度和材料等设计参数，自动最大化系统性能。

算法包括有效的局部优化和挖掘设计潜力的全局优化。您还可以使用对比度优化来快速优化MTF。

全面的公差分析功能确保可制造性

公差仿真提高了一步完成设计的可能性。运行公差敏感性分析来计算每个公差如何影响您的设计性能，或运行逆敏感性分析来让OpticStudio 为您计算适当的公差。然后可以使用蒙特卡罗公差分析来计算所有公差的累积效应。此分析提供制造产量统计数据，让您了解成品系统符合规格的百分比。

使用OpticStudio 导入、优化和导出CAD 组件

对于光路中的组件，可以在OpticStudio 中动态打开和优化原生PTC Creo Parametric 和Autodesk Inventor 组件。或者利用内置CAD 程序零件设计为任何应用创建自定义形状。为了更快地将设计推向市场，机械工程师可以使用Ansys Zemax OpticsBuilder 将光学系统封装在CAD 软件中，并模拟机械设计对光学性能的影响。机械工程师可以保存完整机械光学设计的OpticStudio 文件，以便光学工程师可以分析该设计。

从FEA 包导入FEA 数据

Ansys Zemax OpticStudio STAR 模块允许您直接从任何仿真包将结构和热FEA 数据集加载到OpticStudio 中，并与整个设计团队无缝共享这些数据。对齐坐标系，将FEA 数据集与正确的光学表面相匹配。

分析结构和热载荷

借助Ansys Zemax OpticStudio 的STAR 模块，用户可以通过使用强大的数值拟合算法来快速可视化结构和热载荷对系统性能和增益的影响，从而加深对设计的理解。

使用Zemax API 实现自动化

使用OpticStudio 和STAR-API 实现工作流程自动化，并在Zemax 和其他工程仿真工具之间创建顺畅的连接。

将光学设计转换/构建为原生CAD 零件

OpticsBuilder 使CAD 用户能够自动将OpticStudio 中的设计数据（例如透镜材料、位置、光源、波长和探测器）转换/构建为CAD 组件和组件，而无需花费数小时重新创建透镜。使用准确的元件数据，可以在几分钟内设计出基于光学元件的机械结构。

轻松分析机械封装对光学性能的影响

在光学镜头的初始设计阶段，Ansys Zemax OpticsBuilder 可用于发现并纠正错误，帮助用户避免以后出现意外。使用Zemax 的核心，用户可以轻松运行光线追踪来分析机械封装如何影响本地CAD 环境中的光学性能。不再做出假设或等待光学工程师的指导。

一键光学绘图创建

借助Ansys Zemax OpticsBuilder，您可以通过一键式自动光学绘图设计导出工具共享符合ISO 10110 标准的光学绘图，并且与自定义绘图模板兼容。自动填充直接从OpticStudio 提取的光学制造数据，节省时间并减少返工。

高效实践模块

Ansys Zemax 可以对系统的光学性能进行独特的模拟，以评估最终的照明效果；预测并验证照明变化和材料变化对外观和感觉的影响，所有这些都是在现实条件下进行的。

1. ZOS-API 使用应用程序编程接口创建应用程序，或构建您自己的分析

2. Ansys Zemax 编程语言 在OpticStudio 中编写您自己的宏

3. 用户定义的表面和对象 对任何表面形状、相位、透射率或梯度指数进行编程

4. 自定义DLL来创建任意表面、物体、光源和散射函数

可扩展性

? Ansys Lumerical 光电仿真和设计软件。模拟光的相互作用，用于光电元件设计和光电系统设计。

? Ansys Speos 光学系统设计和验证。 Ansys Speos 可以预测系统的照明性能和光学性能，从而节省原型设计时间和成本，同时提高产品效率。

? Ansys AGI 数字任务的工程解决方案。由AGI 首创的数字任务工程融合了数字建模、仿真、测试和分析，以评估系统生命周期每个阶段的任务结果。

审稿人：刘庆