常用的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件有ZEMAX,、CODE V和OSLS,，這些仿真軟件除了基本的光學(xué)設(shè)計(jì)功能,，也兼具光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,、光線分析追蹤的能力,。ZEMAX軟件可以設(shè)計(jì)復(fù)雜的幾何光學(xué)光路,，還可以對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行分光,、鍍膜等操作,。序列模式和非序列模式設(shè)計(jì)模式相結(jié)合，提高了光學(xué)設(shè)計(jì)的效率和精準(zhǔn)度,。
ZEMAX在光學(xué)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)有：
一,、ZEMAX軟件內(nèi)置豐富的元件庫(kù)。
常用玻璃庫(kù)、光源,、探測(cè)器,、典型透鏡都被事先設(shè)計(jì)好打包在一起，當(dāng)需要使用標(biāo)準(zhǔn)元件時(shí),，直接加載便可應(yīng)用到系統(tǒng)中,。除此之外，在Schott,、Hoya,、Ohara、Corning,、Sumita等標(biāo)準(zhǔn)玻璃庫(kù)的基礎(chǔ)上,，用戶可以自定義元件的玻璃形狀、表面鍍膜,、折射率溫度系數(shù),、色散系數(shù)、波長(zhǎng)透過(guò)率等參數(shù),。個(gè)性化定制元件和自定義器件模型增大了軟件的應(yīng)用場(chǎng)景,。
二、自定義儀器模型參數(shù),。
利用ZEMAX軟件進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),，用戶可以根據(jù)理論模型需求設(shè)置相關(guān)的光學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)包括通光孔徑,、光源波長(zhǎng)和數(shù)量以及透鏡的面型,、材料和鍍膜等，此外,，用戶可以隨意設(shè)置元件之間的擺放位置以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
三,、ZEMAX擁有專業(yè)的評(píng)價(jià)函數(shù),。
軟件中自帶以彌散斑半徑、波像差,、均方根等指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)函數(shù),，不僅如此，軟件規(guī)定用戶可根據(jù)設(shè)計(jì)需求自定義評(píng)價(jià)函數(shù)規(guī)則,，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的透鏡厚度,、曲率半徑、折射率,、透過(guò)率等參數(shù)的優(yōu)化處理,。
四、序列模式和非序列模式。
ZEMAX提供用戶兩種設(shè)計(jì)模式選擇,，兩種模式下的光線追蹤有所區(qū)別,。非序列模式下光線追蹤的限制條件更小，可以被用于分析成像和非成像系統(tǒng)的雜散光線,、散射和照明問(wèn)題,。
當(dāng)需要分析干涉等傅里葉光學(xué)成像系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)先選擇非序列模式,，在序列模式下對(duì)光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)等操作,。序列模式下的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換到非序列模式下的元件發(fā)揮作用，具有很強(qiáng)的光學(xué)元件兼容性,。
Zemax在前不久正式發(fā)布了21.3的新版本,！新版支持為下一代光學(xué)系統(tǒng)的微型化所需的復(fù)雜幾何形狀建模。我們先來(lái)看看新版有哪些亮點(diǎn),。
OpticStudio 21.3新增離軸反射鏡物體,，項(xiàng)目目錄以及更安全的文件格式。升級(jí)了OpticStudio項(xiàng)目文件的管理和存檔方式,。更新了默然文件格式,。這種新的、更安全的二進(jìn)制文件格式使用ZOS文件擴(kuò)展名,。
OpticStudio STAR 模塊 21.3在任意坐標(biāo)系中加載有限元數(shù)據(jù),，該功能允許STAR模塊更好地處理已導(dǎo)出的坐標(biāo)系統(tǒng)與OpticStudio中的局部或全局坐標(biāo)不同的FEA數(shù)據(jù)。形變向量可視化?，F(xiàn)在你可以清楚地看到光學(xué)系統(tǒng)的形變的大小和方向,。用戶界面支持中文和日語(yǔ)。
下面是新版的版本說(shuō)明,，我們來(lái)一起看看,，大家記得收藏哦。
OpticStudio 21.3 版本說(shuō)明
2021年9月21日
1 工具,、功能和性能
1.1 新增離軸反射鏡物體 （限專業(yè)版和旗艦版）
非序列模式新增離軸反射鏡物體,。
離軸反射鏡物體類型使離軸圓錐非球面鏡的建模變得更簡(jiǎn)單。該物體的前表面等效于序列模式下不包含多項(xiàng)式項(xiàng)的離軸圓錐自由曲面,，其后表面則始終與前表面保持相同的偏移量,。
1.2 項(xiàng)目目錄（所有版本）
將所有重要文件收集到一個(gè)位置。
新的項(xiàng)目目錄功能允許將OpticStudio設(shè)計(jì)中使用的重要文件存儲(chǔ)在單個(gè)位置,，并在保存工作時(shí)更新這些文件,。這使得組織與模型相關(guān)的所有信息以及與其他OpticStudio用戶共享這些信息變得更加容易。
通過(guò)使用文件選項(xiàng)卡中的轉(zhuǎn)換至項(xiàng)目目錄按鈕,，可以從現(xiàn)有的OpticStudio設(shè)計(jì)創(chuàng)建項(xiàng)目目錄,。
1.3 全新默認(rèn)文件格式 （所有版本）
.ZOS 如今是默認(rèn)文件格式,。
文件現(xiàn)今默認(rèn)保存為非直接可讀的二進(jìn)制文件格式，文件擴(kuò)展名為,。 ZOS,。這提升了文件存儲(chǔ)在磁盤(pán)上、存檔以及共享文件時(shí)的安全性,。
在OpticStudio 21.3中,，設(shè)計(jì)文件仍然可以保存為ZMX文件格式，但當(dāng)這樣做時(shí),，您將收到一條警告消息,，因?yàn)閆MX不再是推薦的文件格式。我們將始終支持向后兼容,，在OpticStudio 21. 3以及在OpticStudio的所有未來(lái)版本中,，您仍然可以讀取ZMX文件。ZMX文件將在隨后保存時(shí)默認(rèn)轉(zhuǎn)換為ZOS格式,。
1.4 STAR模塊支持用戶自定義形變數(shù)據(jù)（限訂閱制專業(yè)版和旗艦版,，需要STAR模塊序列號(hào)）
在任意坐標(biāo)系中加載有限元數(shù)據(jù)，并在STAR中進(jìn)行轉(zhuǎn)換,。
有限元數(shù)據(jù)可以在任意坐標(biāo)系下被加載到STAR模塊中,，然后在加載FEA數(shù)據(jù)工具中進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)。這允許STAR模塊更好地處理已導(dǎo)出的坐標(biāo)系統(tǒng)與OpticStudio中的局部或全局坐標(biāo)不同的FEA數(shù)據(jù),。
1.5 STAR模塊新增繪圖模式（限訂閱制專業(yè)版和旗艦版,，需要STAR模塊序列號(hào)）
現(xiàn)今可以觀察到形變向量。
在系統(tǒng)查看器工具中,，新增兩個(gè)繪圖模式：形變地圖&向量和形變向量,。這兩者可以顯示光學(xué)系統(tǒng)的形變的大小和方向。
1.6 OpticsBuilder文件準(zhǔn)備將孔徑光闌轉(zhuǎn)換為硬光闌（所有版本）
新增復(fù)選框用于控制Stop面的轉(zhuǎn)換類型,。
在OpticsBuilder文件準(zhǔn)備工具中,，有一個(gè)新的復(fù)選框：將孔徑光闌轉(zhuǎn)換為硬光闌。如果這個(gè)復(fù)選框被選中,，孔徑光闌面會(huì)在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中被選中,，被轉(zhuǎn)換成一個(gè)環(huán)。在OpticStudio以前的版本中,，執(zhí)行的操作等同于選擇這個(gè)復(fù)選框,。
1.7 更新的Zemax網(wǎng)站和客戶門(mén)戶
全新Zemax網(wǎng)站已啟用,。
將Zemax.com,、MyZemax和OpticsAcademy的所有內(nèi)容更新集成到可以統(tǒng)一搜索的平臺(tái)。
新網(wǎng)站更新了論壇,，知識(shí)庫(kù)和全新用戶體驗(yàn)的工單系統(tǒng),。
欲了解更多信息,，請(qǐng)參考Zemax Announces Updated Zemax Website and Customer Portal
1.8 OpticStudio HPC Beta 計(jì)劃
OpticStudio迎來(lái)了高性能計(jì)算。
在OpticStudio 21.3中有一個(gè)新的HPC選項(xiàng)卡,，它只對(duì)參加HPC Beta計(jì)劃的用戶有效,。
OpticStudio HPC允許分段云計(jì)算用于加速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算，如非順序光線追跡和蒙特卡洛公差分析,。
如果想了解更多參加HPC測(cè)試項(xiàng)目的信息,，請(qǐng)聯(lián)系[email protected] 。
2 編程
2.1 ZPL: 關(guān)鍵字公差的更新
更新的關(guān)鍵字公差可以支持ZTD文件的輸出,。
通過(guò)在out_file_name參數(shù)的末尾指定,。ZTD擴(kuò)展名，更新的ZPL關(guān)鍵字TOLERANCE可以支持ZTD文件格式的輸出,。例如,，語(yǔ)句可以是：TOLERANCE示例。TOP, 輸出,。ZTD,。
3 材料和目錄
3.1 目錄更新 （所有版本）
獲取來(lái)自NHG的新目錄。
材料目錄
NHG 目錄新增了23種材料且更新了目錄中某些已經(jīng)存在的材料的性能,。
4 性能和穩(wěn)定性提升
鎖定設(shè)計(jì)和OpticsBuilder文件準(zhǔn)備 –從序列模式轉(zhuǎn)換為非序列模式時(shí),，現(xiàn)今這些工具會(huì)忽略虛擬表面。先前,，在非序列模式中,，這些虛擬表面將被轉(zhuǎn)換為環(huán)形面，導(dǎo)致在光線追跡過(guò)程中產(chǎn)生額外的光線截?cái)唷?/p>
STAR模塊授權(quán)- 現(xiàn)今STAR模塊授權(quán)會(huì)在OpticStudio運(yùn)行時(shí)自動(dòng)啟用,，不再需要在Zemax授權(quán)管理器中手動(dòng)啟用它,。
轉(zhuǎn)換干涉儀網(wǎng)格數(shù)據(jù)為DAT格式-增強(qiáng)了對(duì)非正方形網(wǎng)格轉(zhuǎn)換的魯棒性。
5 錯(cuò)誤修復(fù)
體全息 – 更新了零階體全息的衍射效率計(jì)算以匹配Kogelnik偏振模型,。
公差操作數(shù) – 在使用傾斜/偏心元件工具添加坐標(biāo)間斷時(shí),，當(dāng)前的公差操作數(shù)可以正確反映更新后的表面序號(hào)。在這之前,，如果在表面之前插入坐標(biāo)中斷,，鏡頭編輯器中的表面序號(hào)會(huì)改變，但對(duì)應(yīng)的公差操作數(shù)的表面序號(hào)不會(huì)更新,。
傾斜/偏心元件-修正了表面某一參數(shù)為ZPL宏求解時(shí)的處理方式,。在此之前，該求解將被轉(zhuǎn)換為一個(gè)固定值,，求解被關(guān)閉,。
傾斜/偏心元件-使用撤銷時(shí)，新增的表面會(huì)被正確地刪除,。在這之前,，一些插入的表面不會(huì)被移除,。
轉(zhuǎn)換為NSC組 -正確處理鏡面空間中的雙錐面的轉(zhuǎn)換。在這之前,，參數(shù)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)被錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換為相反值,。
