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Alvarez變焦是一個了不起的光學系統，其中光學變焦是由自由曲面鏡頭的橫向位移提供的。這篇解釋了 Alvarez 變焦鏡頭的主要原理，並包括在 Zemax OpticStudio 中對 Alvarez 變焦鏡頭計算和建模的演示。Luis Walter Alvarez（生於1911 年 6 月 13 日 – 卒於1988 年 9 月 1 日）是美國實驗物理學家、發明家和教授。

透過用戶自訂表面(User-Defined Surface)功能，在序列模式下進行光學設計時也支援透鏡陣列的使用。 Ansys Zemax國內可靠代理商　　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，提供企業定制化上門培訓服務，承接各類光學設計項目，并有一系列自主編寫出版的光學設計書籍。

在此示例中，我們將使用840 nm中心波長，60 nm FWHM光源，該光源透過以下方式在空氣中提供5μm的軸向分辨率：這些光譜特性來自Superlum市售的超發光二極管，它具有生物成像的共同波長和足夠高的分辨率的帶寬。 我們將忽略準直光學，而是從入射光束進入干涉儀開始。

4.使用亮度探測器，以display光源入射系統評估最終特定視場下的亮度結果，收集系統的亮度信息，使用inverse仿真計算，打開XMP結果，系統顯示圖像信息內容。當然在仿真過程中，Speos支持加入場景環境光，使得系統的環境信息和顯示信息全部疊加到用戶的視野上。

Zemax OpticStudio 設計投影透鏡，并將CAD模型導出到Speos；2. Lumerical RCWA 或 FDTD 來模擬衍射光柵；3.Speos 生成光輻射圖和人眼感知仿真結果。

本次研討會將討論如何通過Ansys光學產品進行HUD的設計和仿真，并重點介紹如何結合 Ansys Zemax與Lumerical的動態連接工作流程進行衍射光波導系統的設計與優化，助力AR-HUD的產品研發，加速上市流程。

在 OpticStudio 中創建的光學設計可以無縫轉換為原始 CAD 元件，並且所有光學資訊都完好無損。使用 OpticsBuilder，機構工程師可以創建複雜的透鏡邊緣、安裝特徵和模組外殼，同時利用 Zemax 光線追跡直接查看這些元件如何影響光學性能。在這種情況下，鏡頭邊緣可能會為雜散光提供路徑以污染圖像。

但光線追跡上，我們是使用不同的方法來描述的。光線追跡的處理方式是如同上面第一張圖表的。過程中只有三條光線：入射、穿透以及反射。你可以隨意的放大檢視，永遠只有三條線。膜層本身不用光線追跡來處理，而用不同的函數來操作。對於光線追跡，光學相位的超前或延遲都是沿著光線觀察的。Zemax OpticStudio直接追跡光線到基板的位置，忽略中間的膜層及其厚度。膜層被假設鍍在基板表面之前。

繞射光學元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學系統設計中越來越受歡迎，其應用範圍從手機鏡頭到AR / VR耳機，從3D傳感到照明。但是，對於包含 DOE 或超穎透鏡的系統進行模擬和設計總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設計人員需要根據具體情況決定其系統的策略。

所有這三種解決方案都可以在物理光學傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個定義的光束的輸入分佈，就會使用 POP 將光束傳播通過感興趣的光學系統。

體積全像在許多類型的光學系統中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）的頭戴型顯示器（HMD）。全像能夠將光線繞射到任何所需的角度，其波長和角度的選擇性使其能夠創造更輕、更緊密的光學系統。OpticStudio長期以來一直支持理想全像的模擬。然而，為了準確地說明體積全像的特性，除了考慮繞射光線的傳播方向外，還必須考慮繞射效率、材料收縮或折射率變化等因素。

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本博客系列闡述了如何使用Ansys Zemax軟件將立方體衛星從最初的光學設計轉變為光機械封裝，以便進行光機熱耦合系統性能（STOP）分析。 在設計了光學系統后，可以對有效載荷的光機械進行建模。通過Creo Parametric中的Ansys Zemax OpticsBuilder，將光學模型導出到計算機輔助設計（CAD）環境的過程變得簡化而直觀。

基于Zemax的對稱式雙遠心光路設計團隊提出的對稱式雙遠心光路-雙CCD測量方法，以平面反射鏡誤差補償為核心創新點，通過Zemax軟件完成光路設計、參數優化與性能仿真，構建了滿足大型階梯軸測量需求的光學系統。（一）設計原理：雙遠心光路的精度保障雙遠心光路將物方遠心與像方遠心光路融合，孔徑光闌置于物方和像方共同焦點位置，使物像方主光線均平行于光軸。

老師針對大家關心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導課題上可提供的解決方案進行了介紹，也對大家常常涉及到的問題進行了解答。 本次研討會讓主講老師與參會人員進行了深入的對話與交流，增進了對會議主題的深刻認識，也對如何使用 Zemax OpticStudio 設計AR衍射光波導有了更深的理解和思考。

衍射光波導目前應用于 AR Glass 和 AR HUD 較多，越來越多的工程師們開始針對此課題進行研究，仿真及設計。衍射光波導方案主要有體全息衍射光波導（VHG）和表面浮雕衍射光波導（SRG）兩種方案。本次研討會主要針對大家關心的 Zemax OpticStudio 在這兩類衍射光波導課題上可提供的解決方案進行介紹，也會涉及大家常問問題的回答。

2.ZEMAX仿真優化：透過率提升至70%，無次峰初始膜系：中心波長554nm，最高透過率＜40%，且存在2個透射次峰，無法滿足需求；優化后膜系：調整膜層厚度（總厚1.24μm），在ZEMAX中設置“550nm處目標透過率1、權重＞10，其余波長0”，優化后： 序列模式下：中心波長547.9nm，透過率70.35%，帶寬0.2μm，無透射次峰；非序列模式下：模擬真實太陽光（黑體輻射

對于每個探測器視場和結構，均會顯示RMS光斑大小、接收光線數、峰值輻照度和光通量（探測器上的總功率）。 在結果窗口中選擇顯示被截斷光線或顯示雜光將分別繪制未到達探測器的光線（被截斷光線）或不應到達探測器的光線（雜光）。繪制剪切光線對于確定哪些機械組件正在阻擋光線很有用。

</p><p><strong>1.核心設計原理仿真</strong>：采用雙鏡頭單圖像傳感器的分離式雙光路設計，僅在直角棱鏡處共光路（避免雜散光），通過Zemax搭建雙目成像模型，模擬待測點成像與視差計算過程，確定雙光路基線距離5mm，既保證立體視差滿足三維測量，又預留足夠觀測空間。加入共用式直角棱鏡，經Zemax仿真驗證，有效保證雙光路光線平行性，大幅降低裝配難度。

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