Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件，它能夠快速準確的完成光學成像及照明設計等工作。尤其在當代這個科技發展迅速的時代，這款軟件在AR，VR，汽車HUD，以及半導體電子等行業都有不錯的應用，Ansys Zemax所提供的功能都能夠解決很多實用的問題。

光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，在Ansys Zemax等光學軟件的代理方面多年磨一劍，已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的相關產品和服務，在行業內建立了值得信任的口碑。如果您在軟件的功能推薦和價格等方面有疑問，可以通過以下的方式進行咨詢。現在訂購還可以獲取相應的優惠哦！

Ansys Zemax及光學仿真軟件

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下面我們一起為大家介紹一下Ansys Zemax OpticStudio 2023 R1的版本說明！

 2023 R1 版本說明

2023年1月12日

1. 工具、特性以及功能

 

1.1 Lumerical 亞波長動態鏈接 DLL（支持于旗艦版與企業版）

Lumerical  亞波長動態鏈接  DLL 將提供結合 Lumerical 進行 2D 衍射光柵設計的增強支持。

這種新的衍射DLL通過動態鏈接到Ansys Lumerical FDTD來實現2D衍射光柵的模擬。當光線擊中Ansys Zemax OpticStudio中的光柵時，將使用Lumerical RCWA求解算法計算衍射效率。

要運行這個DLL，Lumerical FDTD需要安裝在同一臺PC上，這樣這個DLL就可以調用Lumerical進行計算。

1.2 Lumerical 亞波長 DLL（支持于所有版本）

通過從靜態文件導入 Lumerical數據，精確模擬光柵。

該DLL允許用戶通過加載保存在JSON文件中的預先計算衍射效率數據來模擬光柵。該文件的內容可以由Ansys Lumerica FDTD計算并從中導出（計算使用Lumerica RCWA求解算法）。用戶可以在此處找到有關如何導出此JSON文件的更多詳細信息：Speos Lumerical Sub-wavelength Model。用戶還可以在此處找到有關使用此DLL將JSON文件導入OpticStudio的更多信息：“How to load grating data from Lumerical into OpticStudio” Knowledgebase (zemax.com) 。

 

1.3 復合表面（支持于所有版本）

針對任何物理表面可進行表面不規則度的公差分析。

全新復合表面功能使您能夠輕松地在序列模式下創建復雜的表面幾何體，該方法將使用真實矢高來表征任何表面類型的光學元件，允許將任何表面矢高信息添加到基底表面矢高中。任何數量的復合表面都可以堆疊在一起，所有矢高都將相加到基底表面中。

這種先進的功能使OpticStudio具備了多項新功能，包括能夠直接公差分析任何基于表面矢高的表面不規則度，無需任何其他折中方案。這使得在OpticStudio的序列模式下，可以直接使用TEZI操作數對所有基于矢高的表面啟用了表面不規則度公差分析。

 

1.4 非序列單光線追跡（支持于所有版本）

支持對于  NSC 光學系統中特定光線的分析和可視化，用于研究這部分光線的傳播。

新的“單光線追跡”使您能夠在不影響原始系統的情況下以非順序模式追跡單獨的光線。NSC單光線追跡能夠逐光線進行分析和可視化，以研究非序列光學系統中的光線傳播。這對于理解以非序列模式建模的復雜成像系統的行為非常重要，例如AR系統中使用的出瞳擴展等。

1.5 NSC 幾何 MTF（支持于全部版本）

計算非序列模式探測器上的幾何  MTF。

這一新功能允許用戶在非序列模式下根據探測器上的輻照度分布計算幾何MTF。此功能將替代探測器查看器中的幾何MTF選項。

幾何MTF是根據探測器上來自所有光源的光線來計算的，并不僅僅是來自系統中某單個光源。因此，幾何MTF的序列和非序列計算結果可能不同。如果非序列系統包括可與光線相互作用的機械部件，或者如果系統設置為分裂或散射光線，則結果也可能不同。

重要的是，無論系統選項中選擇的MTF單位如何，非序列模式下的幾何MTF均以周期/毫米為單位進行計算。

 

1.6 NSC 表面矢高（支持于所有版本）

通過非序列模式輕松分析任何復雜表面的形狀，以確保其可制造性。

OpticStudio中的這一新內置分析使用非序列光線追跡來計算在非序列元件編輯器（NSCE）中定義物體的指定面矢高值情況。

用于矢高計算的光線可以在布局圖選項卡中可視化，這大大有助于分析的故障排查設置。

此分析的設置包括“保持物體傾斜 (Keep Object Tilts)”復選框，該復選框允許保留對象的原始x和y傾斜。如果選中此框，則在計算矢高時，分析將考慮物體的傾斜，如果未選中此框將忽略這些傾斜。

該分析還允許用戶移除基底半徑、最佳擬合球面、基底矢高、平均矢高或最小矢高情況。平均矢高和最小矢高允許移除Piston或將矢高圖固定到最低矢高值。

 

1.7 導出 SPEOS 透鏡系統工具更新（支持于所有版本）

增加的功能包括跳過系統反轉、多重結構選項和傳感器圖可視化。

新版本中添加的功能包括在手動翻轉系統的計算過程中跳過自動翻轉步驟的能力，以及從多重結構系統導出特定結構的能力。用戶界面中還添加了在Speos Exporter輸出設置中保存特定參數的功能，可以保存的參數包括畸變、可變入瞳位置、銳度損失、景深和分辨率。

添加了新的傳感器布局，以改進像面采樣的視覺表示。輸出畸變文件設置的特點是通過包括或排除特定輸入參數來自定義輸出數據。

1.8 OpticsBuilder 文件準備工具：實際孔徑（支持于所有版本）

對于 STOP 表面NSC 實際孔徑功能的改進。

在創建ZBD文件期間，添加了一項新功能，以改進 STOP 表面到NSC實際孔徑的轉換。當光闌不位于光學元件上（即不是透鏡或反射鏡表面）時，該功能允許用戶確定光闌表面是否轉換為環形孔徑（用于圓孔）或非序列模式下的矩形孔徑。

新的機械 STOP半寬度輸入允許用戶定義非序列物體的外徑/寬度。

在Prepare for OpticsBuilder中添加Status（狀態）選項卡將顯示事件日志，以幫助在準備ZBD文件時處理錯誤。

1.9 NSC 衍射屬性（支持于所有版本）

增強了 2D 衍射屬性設置的用戶界面。

非序列元件編輯器的屬性對話框中衍射選項卡的用戶界面已更新，以允許在X和Y方向中單獨指定開始和停止級次。這對于2D衍射光柵的準確表征是必要的。

用戶界面上還添加了一個新的“復制”按鈕，用于將光柵的“反射”設置一次性復制到“透射”設置。這允許用戶在設置光柵參數時同時定義反射和透射參數。

新的用戶界面允許用戶自定義衍射DLL，以更好地滿足他們的要求。用戶可以檢查內置的Diff2DSample.dll及其源代碼Diff2DSample.cpp以了解有關如何使用此新用戶界面構建DLL的更多信息。

1.10 STAR: 激活剛體運動（支持于企業版）

添加了關于剛體運動（ RBMs）的新功能。

Ansys Zemax OpticStudio企業版中的結構、熱分析和結果（STAR）工具現在具有一種新功能，可以將剛體運動（RBM）與從任何有限元分析平臺加載的結構數據集中的高階表面變形解耦。新的復選框已添加到“結構數據摘要”中，使您可以為每個表面啟用或禁用“擬合變形（不包括RBM）”或“提取RBM”的貢獻。這些功能直接啟用或禁用貢獻，而無需直接修改FEA數據集。

此外，新的“結構選項”下拉菜單可用于單擊啟用和禁用所有表面的“擬合變形”和“提取RBM”。

1.11 NSQ 擴展多項式透鏡的 UDA（適用于所有版本）

添加了額外對于用戶自定義表面  UDA 的支持。

用戶自定義孔徑（UDA）現在將在非序列模式下添加到擴展多項式透鏡物體上，在轉換具有用戶自定義孔徑的擴展多項式序列反射鏡表面時將創建該物體。這對于建模由擴展多項式曲面和透鏡支持的復雜幾何體非常重要，通常需要特定的孔徑來處理曲面邊界的影響。

 

1.12 導出至 PanDao（支持于所有版本）

在光學設計過程中的任何點確定最佳制造流程。

PanDao (https://pandao.ch/) 開發了一種基于瀏覽器的工具，用于評估透鏡制造方法對性能和成本的影響。這些評估是使用光學設計的相關數據創建的。目前，工程師需要從他們的光學模型中提取相關數據，并手動將其輸入PanDao工具集。

導出到PanDao工具是一個ZOS-API獨立應用程序，通過從OpticStudio鏡頭文件中提取相關數據并將其寫入JSON文件，PanDao工具包隨后可以讀取該文件，從而幫助自動化該過程。

該工具當前支持使用球面標準面（圓錐常數必須為零）、偶次非球面、擴展非球面和擴展奇次非球面曲面類型的軸上系統。同時支持折射和反射表面。

 

1.13 授權借出（支持于所有版本）

無法聯網至授權服務器時，仍可繼續脫機工作。

添加了一個新的Ansys客戶端設置應用程序，以允許借出Ansys Zemax授權，后續無需計算機與授權服務器聯網即可使用該授權。這在客戶端工作站暫時無法與授權服務器直接通信的情況下非常有用，例如筆記本電腦要去遠程工作場所，或者有人在沒有VPN的情況下臨時在家工作等。有關詳細信息，請參閱內置幫助文件。

 

1.14 更多支持于 項目目錄功能的文件類型（支持于所有版本）

項目目錄   ( Project Directory ) 功能現支持更多文件類型。   

Zemax OpticStudio 21.3中引入了項目目錄系統，該系統可以輕松打包和存儲重要的Zemax文件，以便可以逐個項目輕松訪問和操作這些文件。使用“文件”選項卡中的“轉換為項目目錄”按鈕，可以從現有OpticStudio設計創建項目目錄。

使用Ansys Zemax OpticStudio 2023 R1，項目目錄現在還支持以下文件類型：

• 物理光學傳播 POP 文件：.ZBF、.ZMM

• 物體/光源/IESNA 文件：.IES、.DAT

• 配置文件：.CFG

• 物體/光源/光源 文件：.CRS、.FFD、.RRD、.DAT、.SDF

 

2 性能和穩定性提升

• 導出至  Speos 透鏡系統 – 模型玻璃現在可由“導出到Speos鏡頭系統”工具支持，將不再轉換為系統選項“常用目錄”部分中找到的最接近的材料。這改善了以前在材料沒有良好匹配時性能下降的情況。

3 數據庫與目錄

 

3.1 目錄更新（支持于所有版本）

更新了下述供應商的最新材料目錄： CDGM 、 GBJ 、 SABIC 、 NHG 、 Schott 、 Optotune 、 VIAOPTIC  以及   Acktar 。

材料數據庫

• CDGM 材料庫包含以下更新：

• 添加了3種新玻璃：D-ZK21、D-ZLaF85LN、F4GTi。

• 低軟化點系列玻璃（D-）提供兩種退火速率的折射率數據，其中序列號后綴“-25”表示玻璃的折射率為25℃對應數據，無后綴的玻璃為4℃/h對應數據。

• 將以下73種玻璃的折射率范圍擴大到2325nm，并將其色散公式改為Sellmeier 1：
  H-QK1、H-K1、H-K2、H-K3、K4A、H-K7、H-K8、H-K11、H-K50、H-K51、H-ZPK1A、H-ZPK3、H-BaK1、H-BaK2、H-BaK3、H-BaK4、H-BaK5、H-BaK8、H-ZK1、H-ZK2、H-ZK3A、H-ZK5、H-ZK7A、H-ZK8、H-ZK10、H-ZK14、H-ZK21、H-LaK1、H-LaK3、H-LaK4L、H-LaK6A、H-LaK8A、H-La K11、H-LaK12、H-LaK50A 3A、H-LaK59A、H-KF6、H-QF1、H-QF6A、H-QF8、H-QF50、H-QF50A、H-QF56、H-F2、H-F4、H-F13、H-BaF2、H-BaF3、H-BaF5、H-BaF6、H-ZBaF1、，H-ZBaF3、H-ZBaF20、H-ZBa F50、H-ZF1、H-ZF5、H-ZF50、H-LaF1、H-LaF2、H-LaF3B、H-LaF4、H-LaF4GT、H-LaFL5、H-LaF7、H-LaF51、H-LaF62、H-ZLaF1、H-ZLa50D、H-ZLa F51、H-ZLaF55C、H-ZLaF71AGT、H-ZLa-F89L。

• 將41種玻璃的折射率溫度范圍從（-40～80）℃擴大到（-60～140）℃，并修正了折射率溫度系數常數：
  H-K2、H-K8、H-ZPK1A、H-ZPK3、H-BaK6、H-ZK9B、H-Z11、H-ZK14、H-ZK20、H-ZK50、H-ZK50GT、H-LaK5A、H-LaK12、H-LaK22、H-La K53A、H-LaK69A、H-QF3、H-F1、H-F4、H-F13、H-F51、H-BaF4、H-ZBaF16、H-ZF3、H-ZF6、H-ZF7LA、H-ZF7LAGT、H-La F3B、H-LaF6LA、H-LaF10LA、H-La F50B、H-LaF52 3、H-ZLaF75A、D-FK61、D-ZPK1A、D-ZK2L、D-ZF10、D-ZLaF52LA、D-ZLa F67、D-ZLa-F85L。

• BIREFRINGENT材料庫包含以下更新：

• 修正了Quartz和Quartz-E的擬合公式和參數，以符合原始參考文件中的定義：
  T. Radhakrishnan, ‘‘Further Studies on the Temperature Variation of the Refractive Index of Crystals,’’ Proc. Indian Acad. Sci. A33: 22 – 34 (1951) in Handbook of Optics, Vol. II.

• GBJ材料庫包含以下更新：

• 折射率測試波長已從原來的1014nm擴展到1692nm，相應的色散公式常數也得到更新。擴展材料包括：
  H-QK3L、H-ZK10L、H-ZF13、H-LaK51、H-K9L、H-ZT21、H-ZF50、H-ZF5、H-ZK3、ZF1、H-ZF6、H-ZLaF52、H-ZK9A、ZF2-2、H-ZBaF50、H-ZLa-F71、H-ZK11、ZF7L、H-F2、H-ZLa F76、H-LaK7A、H-LaF2、H-F13、H-ZF88、H-ZBa F21、H-LaK69、H-LaF3、H-ZLa50E、H-ZF2、H-ZBa-F1、H-LaF10、H-ZP K2、H-LaF50、H-ZBaF20、H-LaK8A、H-ZPK1、H-ZF1、H-ZF3、H-ZF7L、H-ZLaF4L、H-ZK6、H-ZF4、H-ZLa F55、H-LaK53、H-ZK7、，H-ZF12和H-ZLaF90。

• 折射率系數的溫度范圍從-40℃-80℃擴展到-60℃-120℃，相應的折射率溫度系數常數也相應更新。更新的材料包括：
  H-QK3L、H-ZK10L、H-ZF13、H-LaK51、H-K9L、H-ZT21、H-ZF50、H-ZF5、H-ZK3、ZF1、H-ZF6、H-ZLaF52、H-ZK9A、ZF2-2、H-ZBaF50、H-ZLa-F71、H-ZK11、ZF7L、H-F2、H-ZLa F76、H-LaK7A、H-LaF2、H-F13、H-ZF88、H-ZBa F21、H-LaK69、H-LaF3、H-ZLa50E、H-ZF2、H-ZBa-F1、H-LaF10、H-ZP K2、H-LaF50、H-ZBaF20、H-LaK8A、H-ZPK1、H-ZF1、H-ZF3、H-ZF7L、H-ZLaF4L、H-ZK6、H-ZF4、H-ZLa F55、H-LaK53、H-ZK7、，H-ZF12和H-ZLaF90。

• 添加了八種新的高滲透性材料，主要是為了更新其內部透射率：
  H-LaK2C、H-ZF4GT、H-ZF7LGT、H-ZFGT、H-ZF13GT、H-Z12AGT、H-ZF62GT、H-ZF72GT和H-ZF88GT。

• 已更新所有材料的熔煉頻率和價格系數。

• SABIC 材料庫包含以下更新：

• 在SABIC熱光學聚合物目錄中添加了一種新樹脂材料（EXTEM RH1016UCL）。EXTEM RH1016UCL樹脂是一種近紅外透明熱塑性塑料，玻璃化轉變溫度為280°C。這種注塑成型樹脂可以生產復雜的光學透鏡組件，同時在260°C峰值溫度焊料回流組裝期間保持尺寸穩定性。

• 將LEXAN_CXT17和LEXAN_XT19的最小波長更改為300nm。

• NHG材料庫包含以下更新：

• 增加了新材料H-FK76、H-LaK9、H-LaF50B、H-LaF5 6、H-ZLaF68L、H-ZLa F86、D-ZK3L-M90和D-ZF93。

• 更新了D-K9的折射率溫度系數、每個帶的折射率、色散、H-LaK77的折射率和磷酸鹽電阻RP的溫度系數、H-ZK21的密度。

• 更新了H-PK63、H-PK65、H-ZK21、H-LaK77、D-ZK3L和D-ZF10的熱膨脹系數α-50/80℃，H-PK63，H-LaK77和D-ZF10的熱膨脹率 α100/300℃。

• 更新了H-ZK21、H-LaK50A、H-ZF72GT、H-ZF75GT、H-ZBaF50、H-LaF2、H-ZLaF54、H-ZLa F82和D-ZLaF52N-M170的內部透射率。

• 更新了大多數材料的相對價格和熔煉頻率。

• Schott材料庫包含以下更新：

• 添加了新材料N-SF6Q2、SF3、N-LAK28、BK7G18、F2G12、SF6G05、LAK9G15、K5G20、LF5G19、N-LASF55、F2HTi和N-SK5HTi。

• 增加SF6G05的CTE（20300）。

• 增加F2G12和LAK9G15的dn/dT數據。

• 糾正SF6G05的阿貝數。

• Optotune材料庫包含以下更新：

• 添加了以下四種液體透鏡：OL1024、OL1126、OL1129、OL1224。
   

鏡頭數據庫

• 增加了OPTOTUNE鏡頭數據庫，包括5種不同型號的焦點可調液體透鏡：

• EL-12-30-16D：緊湊、快速的電動調諧透鏡。光焦度范圍為-6至+10 dpt。通光孔徑為12mm。沉降時間為10ms。典型應用是C-mount透鏡、機器視覺、眼科應用。

• EL-16-40-5D：大口徑、快速的電動調諧透鏡。光焦度范圍為-2至+3 dpt。通光孔徑為16mm。沉降時間為20ms。典型應用是C-mount透鏡、機器視覺、顯微鏡。

• EL-16-40-20D：大光圈，高光焦度范圍，電動調諧鏡頭。光焦度范圍為-10至+10 dpt。通光孔徑為16mm。沉降時間為40ms。典型應用是變焦鏡頭、眼科應用。

• EL-3-10-26D：小光圈，高光焦度范圍，超快電動調諧鏡頭。光焦度范圍為-13至+13 dpt。通光孔徑為3mm。沉降時間為4ms。典型應用有S-mount透鏡、讀碼器、激光、口腔掃描儀

• ML-20-37-36D：大光圈，高光焦度，手動調諧鏡頭。光焦度范圍為-18至+18 dpt。通光孔徑為20mm。可通過旋轉外徑手動透鏡。然而，它也可以通過齒輪傳動實現自動化。典型的應用是臺式光學系統和眼科矯正近視和遠視應用。

• 所有焦點可調液體透鏡通過調整可變表面的曲率而不是軸向移動剛性透鏡來產生焦點變化，從而模擬人眼。

• 對于每種透鏡類型，提供了三種不同的模型來表示透鏡的三種特定聚焦狀態：MAX表示最大焦距狀態（最短正焦距），MIN表示最小焦距狀態（最小負焦距），MID表示零焦距狀態（無限遠焦距）。

• 可用透鏡類型：

• 增加了 VIAOPTIC 鏡頭數據庫：

• 新目錄包含8個庫存鏡頭。

• Viaoptics是您的塑料光學元件專家。Viaoptics提供的用于窄帶光源準直的Vialens標準透鏡理想地適用于具有不同焦距的特定波長的激光器。

• 本目錄取代了以前的飛利浦庫存透鏡目錄，因為自從他們收購Helvoet/Philips的激光準直透鏡業務后，該目錄已過時。

散射數據庫

• Acktar：

16個新的BSDF散射配置文件已添加：
Vacuum Black IR & VIS, Magic Black IR & VIS, Fractal Black IR & VIS, Lambertian Black IR & VIS, MaxiBlack IR & VIS, Metal Velvet IR & VIS, Spectral Black IR & VIS, Hexa Black IR & VIS

 

3.2 已棄用的RSMX和ISX庫（支持于所有版本）

這些功能將被棄用，并且自 2023年7月移出軟件。

截至2023 R1版本，RSMX和ISX庫已棄用，并將在2023 R2版本中從OpticStudio中刪除（計劃于2023年7月）。棄用的原因是這些數據庫依賴于過時的Microsoft組件，這些組件將來可能會引入IT或安全漏洞。為了取代ISX庫，OpticStudio將在未來的版本中提供新的BSDF散點庫，其格式可以方便地以安全的方式更新和維護。

OpticStudio中的一小部分功能依賴于軟件中存在的RSMX和ISX庫，這些功能現在也被棄用（隨后將在2023 R2版本中刪除）。其中一些功能已移至OpticStudio UI幫助選項卡中的Zemax實驗室組>棄用功能按鈕下，如下所示：

除了上圖所示的功能外，REVR 評價函數操作數和ReverseRadiance 探測器以及標靶物體也將被棄用。

 

4.Bug 修復

 

OpticStudio 2023 R1 版本將包含以下修復和增強：

Bug 修復

• Prepare for OpticsBuilder 工具 – 修復了在使用Convert to NSC Group（轉換為NSC組）工具后Prepare for OpticsBuilder工具使用的手動過程中，轉換SEQ文件時顯示錯誤的問題。

• 分析窗口中的文本選項卡 – 修復了雙擊更新分析窗口的文本選項卡時可能發生崩潰的問題。

• 求解 – 修復了由于求解窗口大小不正確而導致某些求解參數被截斷的問題。

• 撤銷/恢復 – 修復了為鏡頭系統啟用項目目錄并且撤消或恢復操作可能無法定位外部數據文件（例如，CAD零件）時的問題。

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