變形光學系統設計的案例
Ansys Zemax光學設計軟件技術教程：光學系統設計中如何使用玻璃替換方法
通過使用玻璃替換模板，您可以確保選擇的玻璃不僅僅符合光學標準，還符合其他重要標準。光研科技南京有限公司是國內可靠的Ansys Zemax光學設計軟件代理商！公司已經為廣大企業，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。
Ansys Zemax光學軟件
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
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計-有福利
今天就讓我們一起來學習離軸三反光學系統設計，領略宏語言賦予的光學設計之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計》
READING
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計
內容簡介
離軸三反簡介
反射
式光學系統由于其無色差特性，在很多領域非常受歡迎。傳統的同軸兩反的光學系統對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學系統也已經成為了趨勢，由于其多了更多的優化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實現無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質量高，另外可實現長焦距等。
離軸三反設計
更詳細的介紹可以查閱國內外論文，每個光學系統設計之前，其使用背景需調研詳細，方能設計出比較合適的光學系統。
展開 宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計-有福利
今天就讓我們一起來學習離軸三反光學系統設計，領略宏語言賦予的光學設計之美。下面我們來了解一下：
《宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計》
READING
宏語言賦予的光學設計之美 離軸三反光學系統設計
內容簡介
離軸三反簡介
反射
式光學系統由于其無色差特性，在很多領域非常受歡迎。傳統的同軸兩反的光學系統對于存在遮攔，視場小等問題 ， 目前離軸三反 （ Three-Mirror Anastigmat，TMA）光學系統也已經成為了趨勢，由于其多了更多的優化變量， 可以校正全部的初級像差，使得其性能更加，可以實現無遮攔，大視場，大相對孔徑，成像質量高，另外可實現長焦距等。
展開 第十二屆“宇瞳杯”光學設計大賽--中波紅外成像光學系統設計
所得到的組合后的二維圖如下：
將光闌放置在冷光闌位置，控制系統焦距，對鏡片形狀進行優化，逐步增加視場角，從而獲取到一個視場角滿足要求的光學系統初始結構，隨后，我們通過增加非球面鏡片，控制總長為180，進一步優化光學系統。優化后的光學系統結構圖如下所示：
MTF如下圖：
圖13.系統MTF曲線圖
然后再做無熱化設計。設置三重組態，將材料設置為hammer，優化玻璃。最終的二維如下圖所示。
20℃MTF
-40℃MTF
60℃MTF
畸變圖
最后，有相關需求，歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 
SYNOPSYS光學設計軟件課程六十六：離軸反射式光學系統初始結構設計
<p>根據現代光電信息技術對信息發送、接收、轉換、傳遞與存儲功能的特殊需求，光學面形可由不規則、復雜非對稱的自由曲面隨意組合而成。光學中的自由曲面是指無法用球面或非球面系數來表示的曲面，主要是指任意非傳統、非對稱的曲面，以及微結構數組和參數向量表示的任何形狀的曲面。</p><p><br></p><p>采用先進的數控超精密制造技術可直接加工出自自由曲面光學鏡面，能達到亞微米量級面形精度與納米量級的表面粗糙度。</p><p><br></p><p>自由曲面廣泛的應用在以下領域：投影鏡頭、衍射光學器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED照明系統、汽車HUD抬頭顯示、離軸系統等等。</p><p><br></p><p>本文將展示使用synopsys軟件進行離軸反射式光學系統初始結構的設計</p><p><br></p><p>第一步是繪制設計簡圖。</p><p><br></p><p>這是一個有三個反射鏡的例子，如下圖所示。光線從表面1的左側進入，依次經過位于2,3,4處的反射鏡，然后進入5處的像面。
展開 Zemax光學設計技術教程：共軸理想光學系統特性
今天為大家介紹一下光學設計的基礎——共軸理想光學系統特性，歡迎大家學習一下！
(1) 位于光軸上的物點對應的共軛像點必然位于光軸上;位于過(包含)光軸的某一個截面內的物點對應的共軛像點必位于同一平面內;同時, 過(包含)光軸的任意截面成像性質都是相同的。可用一個過(包含)光軸的截面來代表一個共軸系統。垂直于光軸的物平面, 它的共軛像平面也必然垂直于光軸。
(2) 垂直于光軸的平面物所成的共軛平面像的幾何形狀完全與物相似，在整個垂軸物平面上無論那一部分, 物和像的大小比例等于常數(橫向放大率)。
(3) 一個共軸理想光學系統, 如果已知兩對共軛面的位置和橫向放大率; 或者一對共軛面的位置和橫向放大率, 以及軸上的兩對共軛點的位置, 則所有其它物點的像點都可以根據這些已知的共軛面和共軛點來表示。
掌握一些光學設計的基礎知識是熟練運用光學設計軟件的根基。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！
光研科技南京有限公司是國內可靠的Ansys Zemax光學設計軟件代理商！公司已經為廣大企業，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。
Ansys Zemax光學軟件
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
光研科技南京有限公司同時還為廣大有光學設計軟件培訓的需求者提供了一個線下的學習平臺，多年以來為光電圈培養了很多優秀的光學設計工程師等人才。
展開 ZEMAX光學設計：AR頭戴顯示光學系統在軍事方面的應用
AR頭顯光學系統的發展正在經歷一個由不完善到完善的過程。相比VR光學技術，AR光學技術盡管在各個方面還有待改進，但就目前AR的發展來說，它重新定義了人類感知外界和與數字信息交互的方式，而且在未來的生活中，它可能會革新人類的生活方式。
軍事領域從一開始就推動著AR技術的發展，是AR頭顯的主要應用領域。例如，士兵可以借助增強現實技術在虛擬戰場上開展軍事演習、模擬作戰和協同訓練等，這不僅可以降低訓練風險和成本，還能大大提升軍事訓練效率；作戰時，部隊通過頭顯不僅可以觀察到真實作戰場景，還能實時掌握多維戰場信息，從而可以快速改變戰術和調整應對決策，提高作戰效率。
Ansys Zemax是一套綜合性的光學設計軟件，它提供先進的、且符合工業標準的分析、優化、公差分析功能，能夠快速準確的完成光學成像及照明設計。
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 光學系統設計總體布局設計方法
一、 前言
光學系統，特別對一個比較復雜的光學系統，在系統設計初期就必須根據光學儀器總體要求利用光學系統基本結構元件，合理安排系統光路走向，完成光學系統總體布局設計，然后才是光學系統具體結構設計，像差平衡以致適當公差分配，最終獲得一個結果與性能俱佳的優質光學系統。一個較復雜的光學系統，往往不只是幾片簡單光學零件的組合，有時還可能是各種不同變焦系統結構，甚至還會有各種不同要求的多光譜，共軸或非共軸的多個子系統結合的多光路系統的融合，才能滿足光學儀器總體的多功能需求。OCAD光學系統自動設計程序提供了一個具有特色的光學系統總體布局平臺，可以利用光學系統的各種結構元件合理布局構建光學系統草圖，直接顯示并方便協調光線走向，實現光學原理，使得在光學系統設計的初期完成光學系統總體布局初始設計，接著還可以利用OCAD程序的其他初始結構設計功能完成光學系統初始結構參數設計，為下一步光學系統成像質量優化及其他后期設計打下基礎。
圖1-1 一般光學系統總體布局設計平臺界面
圖1-2 連續變焦光學系統總體布局（顯示凸輪曲線）界面
圖1-3 多光路光學系統總體組合布局界面
二、 光學系統的設計輸入
在進行光學系統設計之前，首先需要明確總體對光學系統的技術要求，也稱為設計輸入參數，這些屬于整個光學系統設計的依據。其中包括：光學系統的類型、系統目標特性、系統像方特性、光學系統總體布局要求以及對光學系統通光量的要求等。
有了以上設計要求方能著手光學系統的方案設計。以往的這段工作都是由設計人員在紙面上構思，反復進行光學系統總體勾畫，選擇最佳方案。目前有了OCAD光學系統自動設計程序，有效地提供了初始方案草圖設計的平臺。
展開 如何查看光學系統的衍射強度 | SYNOPSYS光學設計軟件課程第93課
本文主要講如何查看光學系統的衍射強度。在SYNOPSYS中查看光學系統的衍射強度通常會直接使用PSF，同時也會用到DIFF指令。
首先，我們打開鏡頭文件:‘SIMPLE_REFLECTOR.RLE’，在像質分析功能中選擇PSF：
鏡頭文件
請聯系工作人員獲取
此刻可以看到相關的衍射強度圖。
那么在SYNOPSYS上如何使用DIFF指令呢？它是在查看衍射鏡頭時經常用到的一個指令，類似于一個點擴散函數，例如，我們要檢查10以內的艾里斑直徑，這時就會用到DIFF這個指令。我們打開鏡頭文件：‘SIMPLE_REFLECTOR.RLE’。
得到如上圖所示鏡頭結構圖和鏡頭文件。然后重新創建一個宏文件并輸入DIFF指令，
保存為：‘SIMPLE_REFLECTOR.1.MAC’。
宏文件
請聯系工作人員獲取
接下來我們就得到了這樣一張二維衍射強度圖：
可以用有以下指令獲得沿單線穿過中心軸上場的衍射圖樣，同樣以80%的遮擋為例。重新創建一個宏文件并輸入：并保存為：‘SIMPLE_REFLECTOR.2.MAC’，
宏文件
請聯系工作人員獲取
可以得到這樣一張衍射強度圖，如圖所示艾里衍射環很明顯。
展開 設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
01
背 景
光學系統中常見的機械故障是支撐結構的剛度不足。剛度對于保持光學元件的對中和實現足夠的光學性能至關重要。機械工程師有責任在機械設計中提供足夠的剛度。
光學工程師喜歡將機械工程師的結構設計導入到他們的光學設計程序中來對其進行評估。這個過程包括將機械工程師的CAD模型導入到結構分析有限元程序中，然后再將有限元分析結果導入到光學設計程序中。為了方便這個操作，光學工程師開發了解析器和插值器，這使得光學工程師可以觀察到機械設計對光學圖像的影響。光學程序通常是針對光學幾何的大位移非線性求解器。
對于機械工程師來說，這個過程有兩個缺點。首先，它需要一個比較完整的系統CAD模型，而這個模型只有在機械設計的后期才能給出。因此，機械設計的缺陷只能在機械設計過程的后期才被發現。其次，通過解析器和插值器從光學效應追蹤到可能導致光學問題的機械設計特征是有問題的。因此，難以對機械設計制定合理、有效的變更。
光學工程師認為需要使用他們的大位移非線性程序來分析機械變形引起的擾動。然而，對于1米尺寸大小的結構，光學元件允許的變形通常很小，在微米量級。對于這種大小的擾動，可以表明工程精度不需要非線性求解器。
展開 線上免費講座 | 光學鏡頭——離軸系統、HUD 系統等設計
由墨光光學工程師為大家講解此次直播課程，主要講解內容圍繞
離軸系統、HUD 系統等設計
開展，課程直播亮點如下：
1、自由曲面概述
2、離軸系統初始設計及優化
3、HUD 初始設計及優化
參與方式：
請關注武漢墨光公眾號，并掃描下方二維碼，添加墨光工作人員企業微信邀您入群即可參與線上直播
直播時間：2021年8月10日
（周二晚：19:00-20:00)
電話：18696118912
郵箱：market@asdoptics.com
光學軟件供應 軟件定制開發
科學計算軟件 機械設計軟件
光學軟件培訓 光學解決方案
光學儀器設備 光學鏡頭設計
高校輔助教學方案 BSDF測量
衍射光學元件設計開發
-------------------------------
電話：18696118912
展開 
復眼勻光系統設計 | SYNOPSYS 光學設計軟件第80課
以下為設計的復眼透鏡陣列指標：
光源波長0.405微米
準直后光源發散角5°（無窮遠平行光最大半視場角）
照亮區域直徑為1.5mm
假設透鏡單元半徑0.3mm（入瞳半徑）
透鏡陣列為21*21
假設單復眼的曲率半徑為2，計算得透鏡的厚度為6mm左右
對應鏡頭文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
透鏡的厚度用YMT求解計算近軸焦點，透鏡后表面的曲率半徑拾取前表面的負號。
加入指令
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000
把表面1和2補充為21*21的陣列，并且調整物方參數，擴大孔徑等等。
對應鏡頭文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
運行宏文件，查看對于準直光束的復眼的效果：
對應宏文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
在初始透鏡單元后方設置一個焦距為10的積分透鏡作為初始結構，可以看到對于單個透鏡單元的準直效果。
在透鏡陣列后面設置相同參數的積分透鏡初始結構：
運行宏文件，查看整體效果，需要做進一步優化。
對應宏文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
優化宏：
優化宏文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
運行宏文件，查看整體效果：
對應宏文件
請評論區留言聯系工作人員獲取
積分效果比較理想。
展開 SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十九：設計自由曲面反射系統
課程三十九：設計自由曲面反射系統
SYNOPSYS 提供可以簡化設計自由曲面的過程。閱讀幫助文件中的 FFBUILD。我們將展示如何設計一個具有自由曲面的反射系統。
第一步是初略的列出幾何圖形。這里有一個離軸三反鏡的例子:
光將從表面1的左側進入，打到 2,3 和 4 的反射鏡，然后進入 5 處的像面。這是 FFBUILD 的輸入：
FFBUILD
SYSTEM
ID EXAMPLE FFBUILD
OBB 0 2 12 2 2
WAVL CDF
UNI MM
CFOV
END
GEOM
2 MIRROR 0 0 140
3 MIRROR 0 40 30
4 MIRROR 0 40 120
5 IMAGE 0 -30 60 -7 7
END
SHAPES
2 ZERN
3 ZERN
4 ZERN
END
在這個例子中，反射鏡將被分配 Zernike 多項式，它接受多達 36 個系數，這些系數是表面上極坐標的函數。由于 FFBUILD 僅支持具有雙邊對稱性的設計，因此不會使用 X 中的非對稱項。
以上輸入包含：圓形半視場角為 2 度，半孔徑為 25 毫米。
展開 設計仿真 | MSC Nastran助力AEH公司光學系統的機械設計
01
背 景
光學系統中常見的機械故障是支撐結構的剛度不足。剛度對于保持光學元件的對中和實現足夠的光學性能至關重要。機械工程師有責任在機械設計中提供足夠的剛度。
光學工程師喜歡將機械工程師的結構設計導入到他們的光學設計程序中來對其進行評估。這個過程包括將機械工程師的CAD模型導入到結構分析有限元程序中，然后再將有限元分析結果導入到光學設計程序中。為了方便這個操作，光學工程師開發了解析器和插值器，這使得光學工程師可以觀察到機械設計對光學圖像的影響。光學程序通常是針對光學幾何的大位移非線性求解器。
對于機械工程師來說，這個過程有兩個缺點。首先，它需要一個比較完整的系統CAD模型，而這個模型只有在機械設計的后期才能給出。因此，機械設計的缺陷只能在機械設計過程的后期才被發現。其次，通過解析器和插值器從光學效應追蹤到可能導致光學問題的機械設計特征是有問題的。因此，難以對機械設計制定合理、有效的變更。
光學工程師認為需要使用他們的大位移非線性程序來分析機械變形引起的擾動。然而，對于1米尺寸大小的結構，光學元件允許的變形通常很小，在微米量級。對于這種大小的擾動，可以表明工程精度不需要非線性求解器。事實上，可以認為光學函數比固體力學函數更具線性，而有限元方法本身也是固體力學函數的線性簡化。
02
挑 戰
機械工程師在光學系統設計中的工作是檢查機械設計空間，尋找潛在的光學問題。為此，機械工程師需要工具將設計的力學行為與系統的光學行為聯系起來。這些工具需要適用于早期簡化的設計概念模型以及最終確定的詳細CAD模型，需要與光學工程師和機械工程師在項目后期可能進行的任何分析保持一致。
展開 SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十九：設計自由曲面反射系統
SYNOPSYS提供可以簡化設計自由曲面的過程。閱讀幫助文件中的FFBUILD。我們將展示如何設計一個具有自由曲面的反射系統。
第一步是初略的列出幾何圖形。這里有一個離軸三反鏡的例子:
光將從表面1的左側進入，打到2,3和4的反射鏡，然后進入5處的圖像平面。這是FFBUILD的輸入：
FFBUILD
SYSTEM
ID EXAMPLE FFBUILD
OBB 0 2 25 0
WL CDF
UNI MM
CFOV
END
GEOM
2 MIRROR 0 0 140
3 MIRROR 0 40 30
4 MIRROR 0 40 120
5 IMAGE 0 -30 60 -10 10
END
SHAPES
2 ZERN
3 ZERN
4 ZERN
END
在這個例子中，反射鏡將被分配Zernike多項式，它接受多達36個系數，這些系數是表面上極坐標的函數。 由于FFBUILD僅支持具有雙邊對稱性的設計，因此不會使用X中的非對稱項。
以上輸入包含：圓形半視場角為2度，半孔徑為25毫米。我們運行上面的輸入文件，它將產生兩個結果：一個鏡像系統（目前有平面）和一個優化MACro，它包含了完善這個設計所需的大部分輸入。系統如下：
優化 MACro 的命令行很長，包含了Y和Z中鏡面的角度和全局位置的變量，以及鏡面上的Zernike系數的變量。但是，大多數變量都被注釋掉了，因為我們發現，如果您首先粗略地設計出只有半徑和角度變化的設計，然后根據需要逐漸添加其他變量，那么這個過程會更好。這是 MACro 的一部分;綠色的命令行被注釋掉了。
展開 