光學(xué)仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：張斌 創(chuàng)建時間：2015-07-24
光學(xué)仿真的視頻教程
車燈仿真分析系列課程（熱仿真/結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真/光學(xué)仿真）
汽車尾燈，除了滿足各國法規(guī)要求的功能性之外，更是汽車外觀設(shè)計上的點睛之筆與標志性的結(jié)構(gòu) SPEOS作為世界知名的光學(xué)仿真軟件，在汽車照明領(lǐng)域，有著30年的歷史。 在光學(xué)設(shè)計時，借助SPEOS可以實現(xiàn)諸如：車燈光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計；車燈法規(guī)的分析與驗證；車燈點亮效果的可視化等功能，方便設(shè)計者更快的完成車燈設(shè)計。
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SPEOS仿真自動化
Ansys SPEOS仿真自動化可以幫助用戶實現(xiàn)一鍵定義，減少數(shù)據(jù)處理時間，同時支持腳本自定義，靈活定義屬于自己的腳本，讓工作變得簡單，高效。 講師簡介： 孫鴻燁，Ansys SPEOS應(yīng)用工程師，2014年開始從事SPEOS光學(xué)技術(shù)工作至今，負責Ansys SPEOS光學(xué)仿真軟件，為客戶提供整車內(nèi)飾光學(xué)仿真驗證以及汽車外部照明模擬分析等。
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ANSYS SPEOS在汽車尾燈方面的模擬與分析
目前國內(nèi)車燈主機廠以及專業(yè)車燈研發(fā)中心主要通過反復(fù)制造樣件來優(yōu)化設(shè)計，耗時較長，而且對于關(guān)乎車輛及人身安全的光學(xué)設(shè)計，沒有專用的光學(xué)設(shè)計分析軟件進行驗證和管控，這對主機廠車燈部門而言是較大的風險。 ANSYS SPEOS光學(xué)仿真軟件可以很好的解決以上問題，其人眼視覺光學(xué)仿真功能以三維數(shù)據(jù)為依據(jù)，直接供更多的寶貴時間，以滿足裝車需求，極大的減少了裝車樣件的制作數(shù)量，或者采用替代件而進行的額外工作。
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光學(xué)仿真的實例教程
wx_fmt=png" width="100%"> </p><p><span style="color: rgb(178, 178, 178);">圖片來源：https://www.rayteng.com.tw/product-speos-2/ansys-speos%e5%b9%b3%e9%9d%a2%e9%a1%af%e7%a4%ba%e5%99%a8moire%e6%a8%a1%e6%93%ac%e6%87%89%e7%94%a8</span></p><p><br></p><p>在Jabra的耳機/揚聲器產(chǎn)品上，也有用到光學(xué)仿真來優(yōu)化導(dǎo)光柱的設(shè)計，以保證我們的光學(xué)效果，只有光線亮度合適又均勻，才能給用戶提供高級舒適的體驗。</p><p> <img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/tV8UzuX5TdAFuSUqg6icXRBCdn9zzficBI3rFLQLFqzJ1japiaJVA6mnLbB7iavBWWyZaemERhicAicHskicqmHVDtekg/640?wx_fmt=png" width="100%"> </p><p><br></p><p>上圖是前不久Jabra新上市的Speak2系列，可以看到有一圈均勻的燈帶，為了實現(xiàn)這樣的效果，在前期設(shè)計中，進行了大量的光學(xué)仿真——通過光學(xué)仿真對LED排布，不同顏色光能量調(diào)節(jié)，導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料屬性做了優(yōu)化，使其亮度更均勻，光能效更高更節(jié)能。</p><p><strong>光學(xué)仿真軟件</strong></p><p><br></p><p>比較知名的光學(xué)仿真軟件有Ansys Speos, 以及同屬于Ansys光學(xué)大家族的Zemax, Lumerical。強是真的強，貴也是真的貴。當然，貴是你的問題，不是它們的問題（扎心了）。
展開 第二代技術(shù)
? 2017-08-01
? 文件版本1.0
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解
分解：區(qū)域拆分
專門用于光場追跡的麥克斯韋求解器
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們會遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解。
2. 交互作用：每一個區(qū)域的解會通過非序列場追跡相互聯(lián)系，在以整個系統(tǒng)中求解麥克斯韋方程組。
局部麥克斯韋求解器的交互關(guān)聯(lián)
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們會遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解。
2. 交互作用：每一個區(qū)域的解會通過非序列場光追跡相互聯(lián)系，并求解整個系統(tǒng)的麥克斯韋方程組。
3. 優(yōu)先在k域中建模。
4. 通過新的傅里葉變換算法應(yīng)盡可能減少光場采樣點數(shù) N。
關(guān)于非序列光場追跡的參考文獻如下：
展開 VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺原理簡介
VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺是德國LightTrans公司以場追跡概念開發(fā)出來的一款多元化光學(xué)仿真平臺，其集成了從幾何光學(xué)到物理光學(xué)、從近似到嚴格的各種麥克斯韋方程求解器，如LPIA（局部平面界面近似）、LLGA（局部線性光柵近似）、RK-BPM（龍格庫塔光束傳輸方法）、TEA（薄元近似）、FMM/RCWA（傅里葉模態(tài)法/嚴格耦合波法）等，能夠?qū)θ鐜缀瓮哥R、自由曲面、衍射透鏡、全息元件、GRIN透鏡以及光柵和Meta-Grating等各類元件進行仿真和分析，以及如Geometric（幾何）、SPW（平面波譜）、Fresnel（菲涅爾）、Far Field（遠場）、Rayleigh Sommerfeld（瑞利索墨菲）等，能夠?qū)Ω鞣N自由空間傳輸進行計算。同時，VirtualLab Fusion還提供了三種傅里變換方法，包括FFT（快速傅里葉變換）、Semi-Analytical FT（半解析傅里葉變換）以及Pointwise FT（逐點傅里葉變換）。對于包含各類光學(xué)元件的整個復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，通過非序列追跡功能，將所需的求解器連接起來，并通過選擇合適的傅里葉變換方法，以在空間域或者空間頻率域進行光場傳輸計算，從而能夠在保證計算精度的情況下，更快的完成整個系統(tǒng)的仿真和分析，以實現(xiàn)多元化光學(xué)仿真。在整個仿真過程中，會考慮各種物理光學(xué)效應(yīng)，如干涉、衍射、像差、偏振、相干以及矢量效應(yīng)等。
展開 光學(xué)仿真是產(chǎn)品設(shè)計師應(yīng)用的關(guān)鍵工具之一，能讓用戶在制作物理原型之前就通過數(shù)字環(huán)境體驗產(chǎn)品。這對汽車領(lǐng)域來說顯得尤為重要，因為光照及反射光會干擾駕駛員注意力，尤其是在夜間行駛的情況下。Ansys 光學(xué)仿真解決方案不僅能有效幫助用戶提高設(shè)計效率，還能對光線與材料的交互進行仿真，以便了解產(chǎn)品在真實條件下的展示效果。
汽車內(nèi)飾材料會經(jīng)光反射干擾駕駛員，設(shè)計師可以在光學(xué)仿真中使用3D紋理mapping來解決
Ansys SPEOS，作為Ansys光學(xué)仿真解決方案的旗艦產(chǎn)品，讓用戶以全新視角看待光學(xué)仿真，實現(xiàn)在多物理場環(huán)境中體驗用于光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化和驗證的光學(xué)仿真，可預(yù)測系統(tǒng)的照明效果和光學(xué)性能，節(jié)省原型制作時間和成本，提高產(chǎn)品效率，輕松解決復(fù)雜的光學(xué)問題。在最新發(fā)布的Ansys 2020 R1版本中，工程師與設(shè)計師團隊可以在光學(xué)仿真中添加紋理mapping，從而更準確地預(yù)測汽車內(nèi)飾材料在不同光照條件下的表現(xiàn)。
紋理Mapping功能支持逼真光學(xué)仿真
工程師與設(shè)計師團隊需要準確的紋理mapping工具來創(chuàng)建光學(xué)仿真，以掌握材料選擇在各種環(huán)境下的表現(xiàn)。
展開 光學(xué)仿真是產(chǎn)品設(shè)計師應(yīng)用的關(guān)鍵工具之一，能讓用戶在制作物理原型之前就通過數(shù)字環(huán)境體驗產(chǎn)品。這對汽車領(lǐng)域來說顯得尤為重要，因為光照及反射光會干擾駕駛員注意力，尤其是在夜間行駛的情況下。Ansys 光學(xué)仿真解決方案不僅能有效幫助用戶提高設(shè)計效率，還能對光線與材料的交互進行仿真，以便了解產(chǎn)品在真實條件下的展示效果。
汽車內(nèi)飾材料會經(jīng)光反射干擾駕駛員，設(shè)計師可以在光學(xué)仿真中使用3D紋理mapping來解決
Ansys SPEOS，作為Ansys光學(xué)仿真解決方案的旗艦產(chǎn)品，讓用戶以全新視角看待光學(xué)仿真，實現(xiàn)在多物理場環(huán)境中體驗用于光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)化和驗證的光學(xué)仿真，可預(yù)測系統(tǒng)的照明效果和光學(xué)性能，節(jié)省原型制作時間和成本，提高產(chǎn)品效率，輕松解決復(fù)雜的光學(xué)問題。在最新發(fā)布的Ansys 2020 R1版本中，工程師與設(shè)計師團隊可以在光學(xué)仿真中添加紋理mapping，從而更準確地預(yù)測汽車內(nèi)飾材料在不同光照條件下的表現(xiàn)。
紋理Mapping功能支持逼真光學(xué)仿真
工程師與設(shè)計師團隊需要準確的紋理mapping工具來創(chuàng)建光學(xué)仿真，以掌握材料選擇在各種環(huán)境下的表現(xiàn)。
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光學(xué)仿真的相關(guān)專題、標簽、搜索
光學(xué)仿真的最新內(nèi)容
在OpticStudio軟件中使用Lumerical超透鏡插件進行的超透鏡仿真
共封裝光學(xué)仿真
Lumerical套件的共封裝光學(xué)仿真，可以對光如何通過波導(dǎo)傳播進行建模，并展示波導(dǎo)形狀在光波分束與引導(dǎo)中的重要作用。這些數(shù)字模型展示了共封裝光學(xué)如何支持PIC的開發(fā)。此外，光學(xué)仿真還可以幫助設(shè)計人員評估衍射光柵將光耦合到波導(dǎo)的效率，并展示了如何調(diào)控光的傳播方式，以適應(yīng)后續(xù)波導(dǎo)的形狀和尺寸。
1.【2024年二等獎】石博 | 成都京東方光電科技有限公司，基于Ansys軟件的數(shù)字化光學(xué)仿真平臺應(yīng)用：針對顯示面板行業(yè)面臨的一系列復(fù)雜光學(xué)難題進行了深入的仿真分析，基于Ansys光學(xué)軟件，開發(fā)數(shù)字化光學(xué)仿真平臺，減少DOE實驗數(shù)量，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。
會議鏈接：https://meeting.tencent.com/dm/oMFleIBkeGvM
將圍繞光電專業(yè)實踐教學(xué)痛點，分享數(shù)字化教學(xué)實施思路，講解如何借助Zemax降低抽象光學(xué)原理的理解門檻，豐富實驗教學(xué)形式，助力師生高效開展光學(xué)課程設(shè)計、科創(chuàng)競賽與科研入門實踐，為高校光學(xué)類課程仿真教學(xué)改革、人才實踐能力培養(yǎng)提供可落地的參考方案。
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本專題將以 “一期一會” 的形式，攜手各領(lǐng)域?qū)＜遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動駕駛、汽車、聲學(xué)、航空航天、材料等多個關(guān)鍵領(lǐng)域，讓復(fù)雜的專業(yè)知識觸手可及。
自適應(yīng)前照燈利用多種技術(shù)組合來控制前照燈的方向、距離、亮度和車燈光型，以便在夜間提供更好的照明，同時最大限度地減少對其他車輛駕駛員造成的眩光。
OAS 光學(xué)軟件憑借其強大的光學(xué)仿真與分析功能，為解決此類問題提供了高效的技術(shù)手段。
02案例描述
在制冷型紅外熱成像系統(tǒng)中，冷反射抑制面臨兩大核心難點：一是如何準確識別和量化各光學(xué)表面對冷反射的貢獻程度；二是在保證關(guān)鍵性能指標的前提下，對冷反射進行有效抑制。
RCWA、FDTD和STACK三種求解器的適用場景
RCWA、FDTD 和 STACK 求解器均可用于對多層結(jié)構(gòu)進行光學(xué)仿真。對于給定的仿真任務(wù)，最合適的求解器取決于具體的幾何結(jié)構(gòu)細節(jié)以及光源特性。
一般來說，F(xiàn)DTD 可用于執(zhí)行任何能用 RCWA 或 STACK 完成的仿真。然而，在大多數(shù)情況下，RCWA 和 STACK 的計算速度更快，除非需要非常寬頻帶的結(jié)果。
5月20日16:00，Ansys官方『從仿真到自動化-PySpeos介紹』研討會將基于Speos與Python講解光學(xué)仿真自動化，詳解工具配置方法與工程落地實戰(zhàn)。感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：5月20日（星期三），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
1. PySpeos 架構(gòu)介紹
2.
? 跨尺度仿真斷裂，多軟件協(xié)同效率低下
? 算力瓶頸突出，高維優(yōu)化陷入 “局部最優(yōu)”
? 設(shè)計 - 制造閉環(huán)缺失，量產(chǎn)良率難以保障
03/OAS 助力輕量化，高分辨率成像
（OAS光學(xué)軟件主界面）
OAS 光學(xué)軟件（點擊詳細介紹）
? 跨尺度耦合仿真，平衡三大核心指標
OAS 軟件集成幾何光學(xué)到波動光學(xué)的跨尺度仿真，打通宏觀光路與微觀光柵的仿真壁壘
結(jié)構(gòu) / 流體 / 電磁 / 光學(xué)仿真解決方案
MVSC 中心提供涵蓋結(jié)構(gòu)、流體、電磁、光學(xué)領(lǐng)域的仿真解決方案，覆蓋從低頻到高頻、從幾何光學(xué)到物理光學(xué)、從線性靜力到非線性多體動力學(xué)的完整工程場景。
