軟件仿真、光學分析的案例
[光學工程] JCMsuite納米光學仿真分析軟件
JCMsuite是一款來自德國JCMwave公司、最適于復雜納米光學系統的仿真和設計軟件。它利用最先進的技術，為光學、連續介質力學和熱傳導問題提供快速準確的數值求解。它提供易用的腳本環境、可集成分析工具（如MATLAB、Python等）、機器學習優化技術等功能。”
JCMsuite是一款功能強大且靈活的仿真計算軟件，最適于復雜納米光學系統的仿真和設計。它利用最先進的技術，為光學、連續介質力學和熱傳導問題提供快速準確的數值求解。JCMsuite為您提供易用的腳本環境使用界面，并能完全集成在數據分析工具包中，且通過最新的機器學習技術優化您的光學系統。
01
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復雜光學系統的仿真
JCMsuite是一個完整且易用的有限元計算軟件，用于計算復雜納米光學系統中的電磁波、彈性和熱傳導。 基于數學和計算科學理論，JCMsuite擁有極短的計算時間、緊湊的數據空間需求和高度可靠性。
02
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分析和優化
JCMsuite包含用于高效地分析和優化納米光學器件或其他光學系統特性的工具。高級的機器學習技術可以有效地搜尋最佳設計，并顯著縮短開發時間。
03
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JCMsuite技術
JCMsuite是基于先進的數學方法和計算科學技術。它利用有限元方法（FEM）的強大功能和靈活性來實現快速準確的仿真計算，并使用最新的機器學習技術來優化復雜的光學系統。
1、CAD和網格劃分工具
JCMsuite幾何創建和網格劃分工具專門用于光子應用。
形狀和幾何形狀：可以使用線性或彎曲單元創建各種CAD幾何圖形，例如2D和3D基元、擠出、圓角形狀和自由形狀等。
展開 JCMsuite 納米光學仿真分析軟件
JCMsuite 納米光學仿真分析軟件
JCMsuite是一款功能強大且靈活的仿真計算軟件，最適于復雜納米光學系統的仿真和設計。它利用最先進的技術，為光學、連續介質力學和熱傳導問題提供快速準確的數值求解。JCMsuite為您提供易用的腳本環境使用界面，可集成分析工具（如MATLAB、Python等），通過最新的機器學習技術優化您的光學系統。
JCMsuite是一個完整且易用的有限元計算軟件，用于計算復雜納米光學系統中的電磁波、彈性和熱傳導。 基于數學和計算科學理論，JCMsuite擁有極短的計算時間、緊湊的數據空間需求和高度可靠性。
JCMsuite包含用于高效地分析和優化納米光學器件或其他光學系統特性的工具。高級的機器學習技術可以有效地搜尋最佳設計，并顯著縮短開發時間。
JCMsuite是基于先進的數學方法和計算科學技術。它利用有限元方法（FEM）的強大功能和靈活性來實現快速準確的仿真計算，并使用最新的機器學習技術來優化復雜的光學系統。
CAD和網格劃分工具
JCMsuite幾何創建和網格劃分工具專門用于光子應用。
形狀和幾何形狀：可以使用線性或彎曲單元創建各種CAD幾何圖形，例如2D和3D基元、擠出、圓角形狀和自由形狀等。
對稱性：通過定義周期性、鏡像對稱網格或通過在圓柱和扭曲坐標系中操作，可以大大減少計算時間。
無限結構：支持多層、分層外部域和波導結構。
自適應網格：自動網格細化。角點和標準的網格細化就可進行高度精度的計算。
Hp-FEM求解器
FEM提供嚴謹、功能全面且快速的求解方法。
展開 2026 | OAS光學軟件-幾何光學與波動光學跨尺度仿真
02/幾何光學
在幾何光學領域，OAS 軟件基于光線追跡核心算法，為光學系統的研究與設計提供了高效、精準的一體化分析手段。
成像設計解決方案
光學軟件為成像系統設計提供從建模、優化到分析的一體化平臺。它支持從基礎透鏡到復雜多重結構系統的建模，可靈活設置孔徑、視場等關鍵參數并進行實時光路預覽。軟件內置優化算法，支持像差自動校正、多配置優化和公差分析，能針對多目標進行自動化迭代優化。在分析方面，軟件提供全面的像質評估工具，包括MTF、點列圖、波前圖等，支持對成像系統的核心性能進行專業評估。
照明與汽車光學解決方案
軟件為照明和車燈設計提供了強大的虛擬仿真與優化功能，能夠進行精準的光學性能與效果分析，完成自動化參數優化與方案驗證。其核心功能完整覆蓋了車燈設計、激光雷達光學系統、抬頭顯示器（HUD）以及內飾氛圍照明等關鍵環節，實現了從光源、光路到分析的全鏈路仿真，從而系統地滿足汽車行業在智能化與個性化趨勢下的光學創新需求。
雜散光解決方案
軟件能夠在儀器加工之前，通過高精度虛擬模型全面模擬和分析包括鬼像、衍射、散射及紅外熱輻射在內的各類雜散光現象，并提供了如路徑分析和提取、自動篩選照明關鍵面等工具，為光學工程師提供從識別、評估到修正的一體化工具體系，從而在設計階段有效消除雜散光干擾，保障光學系統的高精度與可靠性。
光機解決方案
OAS內置輕量化CAD核心，通過結合參數化與自由建模雙模式，提供從簡易機械結構到復雜光學元件的一體化設計與建模支持，實現了光學、機械與電子領域在設計數據、仿真流程與工程變更層面的深度融合與高效協同。
展開 speos caa光學仿真分析軟件網點優化案例分享
speos caa這個軟件很好很強大，可惜軟件極少，資料罕見，材料庫很難獲取。其VE人眼視覺模塊獨步天下，計算速度奇快無比，操作便利，CAA版本外掛catia軟件，可利用catia的強大參數化設計或catia宏語言優化光學設計，獨立版的speos類似ASAP，不過還是比ASAP容易上手。大家一般認為其網點設計與仿真比lighttools等光學軟件功能差很多，實際上speos caa的網點設計也很強大，不過操作稍顯復雜些，需要在catia里面編程控制復雜的網點生成，新版本的speos caa無需編程，網點設計增強很多，而且里面的OSD模塊可以輕易設計出大家討論的鱗甲、導光管、各種各樣的車燈花紋等，唯一遺憾的是CAA版本不能能結合gtools的強大網點設計能力。
本人比較喜歡speos這個軟件，最近研究了一下speos caa的網點設計，有一些心得和感觸，獨立版的speos可以導入gtools網點我就不再贅述了。這里是一個具體的簡單網點設計過程，歡迎大家交流分享！具體的說明請看圖片里面的解釋！
展開 
線上研討會 | OAS 光學軟件-生物醫學光學仿真
會議鏈接：https://meeting.tencent.com/dm/oMFleIBkeGvM
ASAP 高級光學系統分析軟件，光學系統雜散光分析與控制第28屆培訓班
ASAP 高級光學系統分析軟件，光學系統雜散光分析與控制第28屆培訓班
Moldex3D模流分析之光學射出光學件成型仿真
料光學組件由于加工特性帶來的高性價比及可應用性，在光電、3C及汽車等領域被廣泛應用取代傳統玻璃材料，但高肉厚和高厚薄比的極端產品設計應用射出成型制程容易產生噴流、包封、表面凹痕、真空泡等成型缺陷，需要的冷卻時間過長與過大的體積收縮率也導致產品精度與生產效率難以提升。
分層射出是光學產品極端設計的解決方案之一，透過將極端產品設計分解成堆棧的A-B層依序成型，改善高肉厚帶來的成型挑戰。Moldex3D光學分析支持預測多材質射出A-B層在成型過程產生的流動殘留應力與熱殘留應力，并提供最終產品的條紋級數與光彈條紋，利用Moldex3D進行多材質射出的光學分析。
第一射(A層)分析
步驟1: 為第一射仿真準備模型及分析組別
首先在Moldex3D Studio準備好第一射的射出成型分析組別，選擇的材料文件必須具有光學性質頁簽，包含無配向之折射率、流動導致應力光學系數、和熱導致應力光學系數等參數。
步驟2: 為第一射模擬設置計算參數及分析計算
在計算參數的黏彈/光學頁簽中，勾選預測流動殘留應力在流動/保壓階段和預測流動殘留應力在冷卻階段。確認完所有的分析設定后，將組別送出計算。待計算完成后在流動、保壓和冷卻分析均會輸出流動誘導殘留應力的結果項。
第二射(B層)分析
步驟3: 為第二射仿真準備模型及分析組別
接著為第二射準備新的分析組別，模型包含產品(B層)和嵌件(A層)。與第一射分析相同，用戶必須選擇具有光學性質的產品與嵌件材料文件，且嵌件的幾何和材料必須與第一射相符。
步驟4: 為第二射模擬設置多材質射出之光學件分析
分析順序設定中，選擇瞬時分析加上光學分析，確保光學分析可以完整考慮流動導致應力和熱導致應力的效應。
展開 在光源與光學器件研發中的應用——OAS光學分析軟件
OAS 光學分析軟件是第?款國產?主研發的序列/?序列光學系統設計和分析軟件，具有完整的系統整體設計與優化的功能。目前，OAS 光學分析軟件已成為光源與光學器件研發領域的重要工具。它以卓越的光學模擬精度、全面的分析功能、靈活的優化工具和用戶自定義擴展功能，助力研發人員將復雜的光學產品快速轉化為市場上的成熟產品。以下是OAS軟件在光源與光學器件研發中的幾個關鍵應用：
1.精確模擬：光學設計的基石
OAS 光學分析軟件提供的精確光學模擬功能，使得研發人員能夠創建和模擬各種光源和光學器件。無論是點光源、線光源還是面光源，甚至是復雜形狀的LED陣列，OAS都能輕松應對。這種高精度的建模能力為后續的仿真和優化提供了堅實的基礎，使得設計結果更加貼近實際產品。
2.深入分析：優化光學性能
OAS 光學分析軟件的光學分析功能覆蓋了幾何光學和波動光學的廣泛領域。它能夠模擬光線在光源中的發射、傳播和分布過程，幫助研發人員評估光源的發光特性，如光強分布、顏色均勻性等，并進行光譜分析和車燈設計模塊的仿真。這些分析工具使得研發人員能夠精確控制光源的性能，滿足不同應用場景的需求。
3.優化算法：提升設計效率
OAS 光學分析軟件內置了多種優化算法，如蒙特卡羅模擬、光線扇/網格等。研發人員可以設定優化目標，并指定優化參數的范圍。OAS將自動調整光源的結構和參數，以達到最佳效果。這種靈活的優化模式使得設計師能夠更高效地實現設計目標，提高產品的競爭力。
4.集成設計：協同光學元件
在光源與光學器件研發中，OAS 光學分析軟件提供了靈活的模型組合和光線追跡功能，使得研發人員能夠方便地模擬光源與光學元件之間的相互作用，優化整個光學系統的性能。這種集成設計方法不僅提高了設計效率，還確保了光學系統在實際應用中的穩定性和可靠性。
展開 光學工程仿真軟件FRED
FRED是一套由美國Photon Engineering公司所開發出的光學工程仿真軟件。
作為光機一體化的開發平臺，可以用在光學設計過程中的每一個環節，包括最初的概念驗證，整合光學設計和機械設計，對虛擬原型進行全面分析，對模型參數進行快速公差分析和優化，以及將供應商的目錄集成到軟件中以供加工和系統調試。它的顯示窗口為3D實體顯示工作平臺，具備快速的光線追跡功能，并且可以同時允許63核CPU進行多線程運算及支持多節點分布式計算。
FRED共有三個版本：FRED Standard擁有軟件基本功能；FRED Optimum除了有Standard版本所有功能外，還具備優化功能和分布式計算的功能，計算速度更快；FRED MPC除了有Optimum版本所有的功能外，還能利用GPU進行計算，其計算速度是其他兩個版本的100倍！
應用領域
FRED 運用的領域非常廣泛，只要是幾何光學可分析的系統皆可使用 FRED 來分析、模擬。常見的應用領域為：照明系統、導光管、投影系統、激光、干涉、雜散光、鬼影分析、生物醫學、其它光學系統原型之系統設計等等，無論是簡易或是復雜的成像與非成像系統結構，FRED都可以準確的建構及分析。
功能特性
? 序列與非序列光線追跡
? 全面透析光機系統設計
? 照明與非成像系統設計
? 雜散光與鬼像分析
? 相干光束傳播模擬
? 成像系統設計和實際場景渲染
? 自發熱輻射分析
? 公差分析與系統調試
FRED主要功能
? 可進行PSF、MTF、點列圖、三階像差、光程差、雜散光路徑、重點采樣、鬼像、PST與關鍵被照面、衍射、冷反射、紅外熱成像分析。
? 真實三維模型渲染和實時顯示窗口，可以直觀快速的找到整機裝配中不匹配等常見問題。
展開 Ansys AVxcelerate Headlamp光學仿真軟件
產品簡介
借助光學特性和基于物理的實時光學仿真，AVxcelerate Headlamp解決方案使光學工程師能夠在再現真實世界的虛擬環境中測試前照燈設計及其控制軟件。AVxcelerate Headlamp通過在設計階段早期驗證控制規律?為和測試潛在的邊緣場景，加速智能前照燈的開發。在虛擬駕駛環境中，通過實時光學仿真輕松評估創新和智能光束。提高您的最終產品質量，并大幅降低在開發過程后期發現問題的?險。
產品特點
Ansys AVxcelerate Headlamp擴展了智能照明測試，例如AFS、ADB、矩陣和像素光束以及控制規律模型，以評估IIHS評級。此外，它還可以執?早期駕駛員在環測試，提高最終產品質量，并大幅降低在開發過程后期發現問題的?險。實時光學仿真的獨特功能使前照燈設計師能夠進?虛擬夜間測試并評估前照燈性能，而無需進入測試軌道。
主要功能
前照燈仿真 2.駕駛場景 3.虛擬測量 4.智能照明系統 5.眩光評估 6.IHS虛擬評估
咨詢與訂購方式
聯系人：光研科技南京有限公司徐保平
手機號：15051861513
微信號：13627124798
展開 JCMsuite納米光學仿真軟件包簡介
JCMsuite納米光學仿真軟件包簡介
來源:訊技光電 作者: 技術部
JCMsuite是計算復雜納米光學系統中電磁場的有限元求解器。其連續力學和熱傳導模塊能夠實現復雜材料的建模，如應力誘導的雙折射。利用所包含的光學成像和光源工具能夠完成全波長光學系統仿真的工作流程，如顯微鏡、散射儀或單光子光源(包括芯片光纖耦合和非相干效應)。
分析與優化
JCMsuite包含的工具可用于納米光學器件或其他系統性能的高效分析與優化設計。先進的機器學習技術能夠實現以下功能，
? 優化設計的全局搜索，
? 敏感性和穩健性分析，
? 測量數據的參數重構。
這些方法通常比傳統的方法(如隨機搜索或蒙特卡羅分析)要快得多。
展開 
新一代光學工程仿真軟件FRED MPC介紹
FREDMPC光線追跡和分析功能可以使用FRED的腳本語言執行，但不會在GPU上編譯或運行任何腳本。
硬件需求
FREDMPC不是一個獨立的產品，它是我們的FRED光學工程軟件的一個版本，允許使用GPU執行光線生成，光線追跡和分析。除GPU功能外，FREDMPC License還可以訪問FRED Standard和FRED Optimum的所有CPU功能。使用FRED MPC License中包含的CPU功能時，應考慮以下PC配置選項：
? FRED只運行在Windows上，我們推薦win10
? FRED Standard在多達17個線程上執行多線程計算，而FRED Optimum最多支持63個線程。FRED不會使用任何超過FRED版本限制的線程。
? FRED的許多組件（例如BASIC腳本計算和模型更新）不是多線程的。因此，有一個高速處理器是很有用的。在許多情況下，與較大數量的慢速CPU相比，較低數量的快速CPU的性能更好（例如16核3.2GHz vs. 24核2.4GHz）。
? 我們建議使用16 GB+ RAM，以避免在使用大型光線追跡時可能發生的緩存溢出情況。
? 有時, 無法避免緩沖（例如，當需要追跡超過可用RAM所能處理的光線時）。因此，具有高磁盤I/O的系統是有好處的。另外推薦使用固態硬盤（SSD）。
GPU要求
FREDMPC需要一個或多個具有3.1或更高計算能力的本地NVIDIA GPU。軟件支持多個并行操作的GPU板。
下圖顯示了已成功用FREDMPC進行測試的各種GPU主板的相對性能，其中GeForce GTX 1050 Ti作為參考，為每個顯卡提供相對性能范圍，以說明在基準測試期間觀察到的結果范圍（即一些FRED模型追跡光線比其他模型更快）。
展開 混合現實仿真精度難保障？OAS 光學軟件精準解困
</p><p><strong>● 人眼模型與視覺感知仿真：</strong>為了更好地模擬用戶在MR環境中的視覺體驗，光學仿真需要結合人眼模型，考慮人眼的生理特性（如瞳孔大小、視網膜特性）和視覺感知規律，從而更準確地評估光學系統的性能。</p><p><strong>● 與真實環境的融合仿真：</strong>MR的特點在于虛擬與現實的交互。光學仿真不僅要考慮虛擬圖像的生成，還要考慮其在真實環境中如何被感知，例如虛擬物體在真實物體上的遮擋、陰影、反射等效果，這需要將光學仿真與三維場景渲染技術相結合。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify">綜上所述，混合現實技術的發展對光學設計和仿真提出了前所未有的挑戰和機遇。精確、高效的光學仿真工具是推動MR設備性能提升和普及的關鍵。</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p><strong>3.OAS光學軟件在混合現實仿真方面的能力分析</strong></p><p class="ql-align-justify">武漢二元科技有限公司的OAS（Optical Advanced Software）是一款專業的非序列光學分析軟件，其功能特點與混合現實（Blended Reality）光學系統的仿真需求高度契合。以下將詳細分析OAS在MR仿真方面的能力：</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p>強大的序列與非序列光線追跡融合能力</p><p class="ql-align-justify">混合現實光學系統往往包含復雜的結構，如自由曲面、衍射光學元件（DOE）、光波導等，并且需要精確模擬光線在這些復雜結構中的傳播，以及雜散光對成像質量的影響。
展開 一期一會 | 運用先進仿真軟件設計自由曲面光學
自由曲面選擇
Ansys Zemax OpticStudio自由曲面應用
OpticStudio軟件是一款設計自由曲面光學系統的高效工具，因為它包含內置序列模式，無需手動選擇設計中的每個表面，即可實現成像系統設計。Speos軟件可用于在設計階段確定復雜的照明模式。
OpticStudio軟件內置了用于自由曲面設計的約束條件，這些約束可以幫助設計方案適應制造商的能力和具體制造工藝的公差要求。此外，OpticStudio軟件還包含真正的自由曲面選項，該選項不依賴于特定的數學函數進行優化和容差計算，使工程師能夠通過在設計中操縱網格控制點來創建真正的自由曲面。
Ansys仿真還考慮了自由曲面光學元件所處的更廣泛的環境參數，例如局部壓力和溫度，以便用戶全面了解元件的性能表現。
真正的自由曲面
先進仿真工具使工程師能夠更改自由曲面設計的參數，以了解其如何影響光學組件的實際性能，包括考慮由制造工藝引發的可能的不規則性。仿真使工程師能夠了解其系統是否將通過質量控制、達到預期的性能目標，并確定其產品是否可以大規模制造。
Ansys擁有廣泛的仿真工具，可用于對各種可能出現的自由曲面光學情況進行建模。Ansys解決方案提供了一種強大的光學組件設計方法，可考慮物理產品的制造以及制造過程中可能存在的任何容差和靈敏度方面的問題。
展開 新一代光學工程仿真軟件—FRED MPC支持的功能
（GPU光線追跡和分析）> 支持的功能
概要
實體分析
表面分析
探測器實體
方向分析實體
結果節點分析
膜層
分布計算
幾何體
表面
表面屬性
非表面幾何體節點
關鍵字
數值精度
光線
光線類型
光線屬性
光線追跡路徑
光線追跡屬性
散射
散射模型
重點采樣
腳本
光源
光譜
表面粗糙度
分析實體
分析表面
GPUs不支持并會忽略分析表面。當在GPUs使用光線追跡時，應該使用平面類型探測器實體而不是分析表面。
探測器實體
如果在模型中存在一個配置正確且支持的探測器實體（DE）類型，GPU光線追跡可以使用它生產分析結果節點（ARNs）。下表逐條列出了GPUs所支持的探測器實體類型。任意未支持的DE類型或者未支持的參數都會被GPUs忽略。
每個探測器實體使用一系列參數來定義其尺寸、像素分辨率以及計算類型等。下面的表格列出了GPU支持的每個參數。
1. 配置了“illuminance”分析的探測器實體不會執行所要求的分析，但如果“Abosorb rays”標志設置未True則會使GPU上的光線停止。
2. 光線濾波器
a. 在GPUs上，僅當計算時間設置為“at trace end”模式，才會應用DE上的光線濾波器標準。在“During Trace”模式下，光線濾波器會被忽略，并且所有被DE截斷的光線都會包含在結果中。
b. 在Monte-Carlo模式下，在光線追跡的最后可以獲得所有的光線并進行光線過濾處理。
c. 在光線分裂模式下，在光線追跡末端僅能夠獲取”母”光線并進行光線過濾處理。
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