如何在SOLIDWORKS版本的OpticsBuilder中進(jìn)行模擬分析
OpticsBuilder可以使CAD用戶能夠盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，減少與光學(xué)工程師之間的往返通信，并通過提供分析工具來避免昂貴原型樣機(jī)的生產(chǎn)。這些分析工具可以包括光束遮擋、像面污染和光斑尺寸的性能指標(biāo)變化顯示。使用OpticStudio物理核心，OpticsBuilder將允許CAD用戶查看這些性能指標(biāo)的變化，從而查找原生CAD環(huán)境中的錯誤，最終降低制造成本。CAD用戶不需要再做出假設(shè)或等待光學(xué)工程師的指導(dǎo)就可以知道他們的封裝設(shè)計將如何影響系統(tǒng)光學(xué)性能，這有助于在確保光學(xué)性能保持的同時簡化光學(xué)和機(jī)械設(shè)計之間的相互影響。
作者 Esteban Carbajal and Jake Hart
簡介
OpticsBuilder可以使CAD用戶能夠盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤，減少與光學(xué)工程師之間的往返通信，并通過提供分析工具來避免昂貴原型樣機(jī)的生產(chǎn)。
如何在SOLIDWORKS版本的OpticsBuilder中進(jìn)行模擬分析
精度設(shè)置
在對光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析之前，需要在Command Manager內(nèi)通過點擊System Settings將系統(tǒng)設(shè)置窗口打開。?
點擊Precision settings選項卡，設(shè)置光線追跡所需的光線數(shù)量。Zemax建議您設(shè)置10000條光線以確保高精確度的光線追跡，使用越多的光線數(shù)將使您的模擬結(jié)果更加準(zhǔn)確。最多可設(shè)置追跡100000萬條光線，但這樣將占據(jù)150 GB的硬盤空間用于追跡和儲存這些光線數(shù)據(jù)。
零件的渲染模式也可以在精度設(shè)置中進(jìn)行改變。在Trace Mechanical components as的下拉菜單中可以改變渲染模式，將系統(tǒng)渲染為多個單獨的零件或者將光學(xué)系統(tǒng)中的具有同種表面屬性的零件渲染為單個零件。對于具有多個表面的大型模型，將所有的組件作為一個整體零件（按模型的表面屬性區(qū)分）可以顯著加快光線追跡速度。
設(shè)計設(shè)置（.ZBD文件）
在ZBD文件創(chuàng)建過程中，光學(xué)工程師會設(shè)置是否默認(rèn)啟用光線散射和光線分裂、性能指標(biāo)所允許的增量、顯示來自光學(xué)工程師的任意注釋。這些設(shè)置可以由CAD用戶更改，在設(shè)計設(shè)置的左下角也可以將設(shè)置重置為光學(xué)工程師所指定的默認(rèn)值。
允許光線散射后，表面的散射屬性將被激活。當(dāng)關(guān)閉散射后，所有表面上的散射將僅僅作為拋光鏡面考慮。
允許光線分裂后，將導(dǎo)致散射、反射和透射光線在到達(dá)光學(xué)或光機(jī)械表面時從原始光線中分離出來。通過這樣的方式，可以更精確地模擬光學(xué)模型中的能量流，同時隨著追跡的光線數(shù)量的增加，光線追跡的時間也會增加。
NSC光線追跡設(shè)置（高級設(shè)置）
在OpticsBuilder中的非序列 (NSC) 光線追跡設(shè)置與OpticStudio中一致：
這些設(shè)置內(nèi)容將影響：
一條光線在被遮擋之前將分裂/與表面相互作用多少次?
提交至內(nèi)存內(nèi)的最大光源光線數(shù)量
光線被遮攔/忽略時的相對及絕對光強(qiáng)閾值
膠合透鏡之間的間距
在未到達(dá)幾何實體后，光線將被繪制多少長度后終止
改變NSC光線追跡設(shè)置可以顯著影響模擬時間。增加光線與表面的相互作用點數(shù)量或光線分段的數(shù)量將會導(dǎo)致光線通過更多的光束路徑被追跡，如同光線在表面發(fā)生散射或通過光線分裂被分割。減少最小相對或絕對光線強(qiáng)度閾值會使光線在達(dá)到最小強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)之前被一直追跡。NSC 光線追跡設(shè)置的嘗試是十分重要的，需要在優(yōu)化系統(tǒng)光線追跡時間的同時，將模擬精確度保持在可接受的層度。?
執(zhí)行模擬分析
在SOLIDWORKS內(nèi)，點擊并瀏覽?/Documents/Zemax/Samples/OpticsBuilderSW/Heliar 37 mm。
打開?Heliar 37mm.SLDASM
在?Command Manager內(nèi)，點擊?Simulate
OpticsBuilder將自動執(zhí)行以下操作：
將所有光學(xué)元件添加進(jìn)入考察區(qū)域
為每個機(jī)械零件定義黑色陽極氧化膜層對應(yīng)的散射屬性
執(zhí)行基線光線追跡，記錄光學(xué)系統(tǒng)在未添加機(jī)械元件的情況下的系統(tǒng)性能
執(zhí)行第二次光線追跡，記錄光學(xué)系統(tǒng)在添加了機(jī)械元件的情況下的系統(tǒng)性能
對比兩次追跡結(jié)果的數(shù)據(jù)集，對比其光束尺寸、光束遮攔以及相面污染
在圖像區(qū)域展示模擬得到的光線
打開結(jié)果顯示窗口
結(jié)果顯示窗口
在模擬分析成功執(zhí)行后，將彈出結(jié)果顯示窗口：
如果性能指標(biāo)大于其允許值，則在結(jié)果顯示中以紅色突出顯示。若顯示的圖表不是綠色的對勾，則可以單擊任何白色的性能指標(biāo)來顯示該指標(biāo)值。
可以通過在結(jié)果顯示中選擇Show Detectors來查看探測器數(shù)據(jù)。
對于視場或是結(jié)構(gòu)都會有對應(yīng)的探測器用來顯示RMS光斑尺寸、到達(dá)光線的數(shù)量、峰值輻照度和吞吐量（探測器的總功率）都會顯示出來。
在結(jié)果顯示中選擇Show Clipped Rays或Show Contaminating Rays將分別繪制未到達(dá)探測器的光線或以非預(yù)期路徑到達(dá)探測器的光線。繪制被遮攔的光線集是非常有用的，可以用來確定哪個機(jī)械零件將直接遮擋光線。
在這種情況下，遮擋光線集（紫色顯示光線）表明在 Heliar 裝配體中心的圓環(huán)為遮擋光線的主要元件。編輯圓環(huán)特征以增加其內(nèi)徑可以改善圖像質(zhì)量并減少光線遮擋的情況。進(jìn)入零件模式，在草圖模式下編輯零件，退出草圖模式，關(guān)閉零件并回到裝配模式。在裝配體模式下，可以再次運行模擬以查看修改系統(tǒng)后的成像性能指標(biāo)。
光束遮擋光線集顯示當(dāng)前壓環(huán)為系統(tǒng)中第一個是遮擋光線的元件，可以對系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的修改和模擬，以使所有光學(xué)性能指標(biāo)均低于其允許值。
來源：https://support.zemax.com/hc/zh-cn
