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表面變形等結(jié)果文件通過多項式擬合或插值轉(zhuǎn)化為光學分析軟件的輸入文件，還可實現(xiàn)動態(tài)響應分析、光程差分析、設計優(yōu)化、主動控制/自適應控制光學系統(tǒng)的促動器布局及優(yōu)化等。SigFit幫助用戶解決了不同學科間的數(shù)據(jù)傳遞難題，可大大縮短研發(fā)周期，節(jié)省研發(fā)成本，有效提升光學設計仿真精度，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鏡頭、光學傳感器、激光通信、顯微光刻等高精密光學產(chǎn)品的研發(fā)。

產(chǎn)品介紹

?  基本功能

    ?  面形擬合：

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

        ▼多項式擬合：將多種輸入格式的數(shù)據(jù)擬合為多項式，擬合類型包括標準和邊緣Zernike多項式、非球面多項式、XY多項式等九種格式；

        ▼表面變形插值：將光學測試的試驗數(shù)據(jù)或有限元仿真的網(wǎng)格數(shù)據(jù)插值為一個數(shù)組或者另一種網(wǎng)格結(jié)果，以用于仿真預測結(jié)果與光學測試結(jié)果的對比，或用于擬合Zernike多項式無法準確描述的光學表面變形。

        該模塊可以很好地解決光學成像鏡頭組在不同學科間數(shù)據(jù)傳遞的難題。

?  高級功能

    ?  主動控制：

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

    ?  動態(tài)響應：

        基于有限元固有頻率分析結(jié)果、通過用戶在SigFit中指定的激勵載荷和阻尼等計算面形由于諧波振動/隨機振動/瞬態(tài)載荷引起的剛體位移、曲率變化、RMS誤差、傳遞函數(shù)變化、LOS晃動及各階模態(tài)對RMS的影響等。

        該模塊可幫助用戶將機械振動與光學性能分析指標聯(lián)系起來，對于光學透鏡組有重要的意義，可預測不同工況下對光學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(tǒng)環(huán)境適應性。

    ?  設計優(yōu)化：

        將光學表面的Zernike系數(shù)、面形RMS值、PV值等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢拊浖袷降姆匠蹋糜邢拊浖膬?yōu)化求解器對光學表面的面形、支撐結(jié)構(gòu)、材料參數(shù)等進行優(yōu)化，獲得理想的光學系統(tǒng)設計方案。

        該模塊使得用戶可以在考慮光學性能的前提下調(diào)用Nastran求解器進行優(yōu)化，對于光學成像鏡頭組，可實現(xiàn)系統(tǒng)的多學科綜合優(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、應力光學分析及氣動光學分析三大類。利用有限元分析/流體分析得到的應力、溫度分析結(jié)果/流體的密度分析結(jié)果，根據(jù)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特性。

        該模塊提供了熱光分析、應力光學分析、氣動光學分析的實現(xiàn)途徑，在設計階段對熱、應力、氣體密度通過影響光學系統(tǒng)的折射率對光學性能帶來的影響進行分析，對于光學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，通過優(yōu)化，得到滿足成像條件的設計參數(shù)