光學設(shè)計軟件介紹

1、光學設(shè)計ZEMAX是美國焦點軟件公司所發(fā)展出的光學設(shè)計軟件，可做光學組件設(shè)計與照明系統(tǒng)的照度分析，也可建立反射，折射，繞射等光學模型，并結(jié)合優(yōu)化，公差等分析功能，是套可以運算Sequential及Non-Sequential的軟件。版本等級有SE：標準版，XE：完整版，EE：專業(yè)版(可運算Non-Sequential),是將實際光學系統(tǒng)的設(shè)計概念、優(yōu)化、分析、公差以及報表集成在一起的一套綜合性的光學設(shè)計仿真軟件。ZEMAX的主要特色：分析：提供多功能的分析圖形，對話窗式的參數(shù)選擇，方便分析，且可將分析圖形存成圖文件，例如：*.BMP,*.JPG.等，也可存成文字文件*.txt；優(yōu)化：表欄式me

2、ritfunction參數(shù)輸入，對話窗式預設(shè)meritfunction參數(shù)，方便使用者定義，且多種優(yōu)化方式供使用者使用；公差分析：表欄式Tolerance參數(shù)輸入和對話窗式預設(shè)Tolerance參數(shù)，方便使用者定義；報表輸出：多種圖形報表輸出，可將結(jié)果存成圖文件及文字文件。CODEV是OpticalResearchAssociates推出的大型光學設(shè)計軟件，功能非常強大，價格相當昂貴CODEV提供了用戶可能用到的各種像質(zhì)分析手段。除了常用的三級像差、垂軸像差、波像差、點列圖、點擴展函數(shù)、光學傳遞函數(shù)外，軟件中還包括了五級像差系數(shù)、高斯光束追跡、衍射光束傳播、能量分布曲線、部分相干照明、偏振影響

3、分析、透過率計算、一維物體成像模擬等多種獨有的分析計算功能。是世界上應(yīng)用的最廣泛的光學設(shè)計和分析軟件，近三十多年來，CodeV進行了一系列的改進和創(chuàng)新，包括：變焦結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析；環(huán)境熱量分析；MTF和RMS波陣面基礎(chǔ)公差分析；用戶自定義優(yōu)化；干涉和光學校正、準直；非連續(xù)建模；矢量衍射計算包括了偏振；全球綜合優(yōu)化光學設(shè)計方法。CODEV是美國著名的OpticalResearchAssociates(ORA)公司研制的具有國際領(lǐng)先水平的大型光學工程軟件。自1963年起，該公司屬下數(shù)十名工程技術(shù)人員已在CODEV程序的研制中投入了40余年的心血，使其成為世界上分析功能最全、優(yōu)化功能最強的光學軟件，為

4、各國政府及軍方研究部門、著名大學和各大光學公司廣泛采用1994年，ORA公司聘請北京理工大學光電工程系為其中國服務(wù)中心。與國際上其它商業(yè)性光學軟件相比，CODEV的優(yōu)越性突出地表現(xiàn)在以下幾個方面CODEV可以分析優(yōu)化各種非對稱非常規(guī)復雜光學系統(tǒng)。這類系統(tǒng)可帶有三維偏心或傾斜的元件；各類特殊光學面如衍射光柵、全息或二元光學面、復雜非球面、以及用戶自己定義的面型；梯度折射率材料和陣列透鏡等等。程序的非順序面光線追跡功能可以方便地處理屋脊棱鏡、角反射鏡、導光管、光纖、諧振腔等具有特殊光路的元件；而其多重結(jié)構(gòu)的概念則包括了常規(guī)變焦鏡頭，帶有可換元件、可逆元件的系統(tǒng)，掃描系統(tǒng)和多個物像共軛的系統(tǒng)。40多

5、年來，世界各地的用戶已成功地利用CODEV設(shè)計研制了大量照相鏡頭、顯微物鏡、光譜儀器、空間光學系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、全息平顯系統(tǒng)、紅外成像系統(tǒng)、紫外光刻系統(tǒng)等等，舉不勝舉。近幾年內(nèi),CODEV軟件又被廣泛地應(yīng)用于光電子和光通訊系統(tǒng)的設(shè)計和分析。光學設(shè)計的第一步是要為系統(tǒng)確定合理的初始結(jié)構(gòu)。為此CODEV提供了獨有的“鏡頭魔棒”功能，用戶只需輸入所要設(shè)計的系統(tǒng)的使用波段、相對孔徑、視場、變倍比等參數(shù)，軟件即可從自帶的專利庫中找出對應(yīng)的結(jié)構(gòu)以供選擇。CODEV軟件中優(yōu)化計算的評價函數(shù)可以是系統(tǒng)的垂軸像差、波像差或是用戶定義的其它指標，也可以直接對指定空間頻率上的傳遞函數(shù)值進行優(yōu)化。經(jīng)過改進的阻尼最小

6、二乘優(yōu)化算法用拉格朗日乘子法提供既方便又精確的邊界條件控制。除了程序本身帶有大量不同的優(yōu)化約束量供選用外，用戶還可以根據(jù)需要靈活地定義各種新的約束量。此外，以往的優(yōu)化算法無法克服存在于光學系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參量的高度非線性解空間中的大量局部極小，故此自動設(shè)計的結(jié)果是一個與初始參數(shù)接近的像質(zhì)相對較好的結(jié)構(gòu)，而不一定是全局最優(yōu)設(shè)計。為解決這一問題，ORA公司在CODEV軟件中加入了強大的全局優(yōu)化功能(GlobalSynthesis)。這種被該公司嚴格保密的算法不僅可以跳出局部極小繼續(xù)在解空間中尋找更佳設(shè)計，而且可以在優(yōu)化結(jié)束時將找到的滿足設(shè)計要求的各種完全不同的結(jié)構(gòu)形式一一列出供使用者根據(jù)實際需要選擇。這是

7、目前世界上唯一證實可行并已實用化的全局優(yōu)化程序，其優(yōu)化能力在國際上遙遙領(lǐng)先。四年一屆的國際光學設(shè)計會議是本領(lǐng)域影響最大的專業(yè)技術(shù)研討會，在90年代以來的近幾屆會議中，組織者每次都向世界上各有關(guān)單位和專家發(fā)出一個設(shè)計競賽題目，而每屆收到的參賽結(jié)果的前幾名都是用CODEV軟件優(yōu)化設(shè)計出來的，充分說明CODEV的優(yōu)化功能已經(jīng)成為世界各地光學設(shè)計專家的得力工具CODEV提供了用戶可能用到的各種像質(zhì)分析手段。除了常用的三級像差、垂軸像差、波像差、點列圖、點擴展函數(shù)、光學傳遞函數(shù)外，軟件中還包括了五級像差系數(shù)、高斯光束追跡、衍射光束傳播、能量分布曲線、部分相干照明、偏振影響分析、透過率計算、一維物體成像模

8、擬等多種獨有的分析計算功能。CODEV擁有世界上最先進、最完整的公差分析子程序，可以針對均方根波像差、衍射傳函、主光線畸變或用戶定義的評價指標進行公差分配。在公差計算中可以使用像面位移、傾斜、墊圈厚度等各種補償參教來模擬系統(tǒng)裝校過程中的調(diào)整。同時，提供了與Zygo或Wyko干涉儀的接口。如果與上述干涉儀聯(lián)用，可以實現(xiàn)對復雜光學系統(tǒng)的計算機輔助實時裝調(diào)。其它與系統(tǒng)制造有關(guān)的功能包括自動對樣板、國際標準和中國國標加工圖紙繪制、成本估算等。CODEV內(nèi)包含了與光學設(shè)計有關(guān)的各種功能子程序，如多層膜設(shè)計、照明系統(tǒng)設(shè)計、變焦系統(tǒng)凸輪設(shè)計、系統(tǒng)整體光譜響應(yīng)分析等等，是一個集大成的大型光學工程軟件包。COD

9、EV軟件帶有一個功能強大的宏語言，叫做Macro-PLUS。這是一個可在軟件內(nèi)部使用的現(xiàn)代高級編程語言，用戶可以用它根據(jù)需要對軟件進行擴充和修改；訪問程序中的各種數(shù)據(jù)；定義自己的變量、數(shù)組和函數(shù)；設(shè)計各種新的運算功能；實現(xiàn)獨特的文字和圖形輸出；以至進行磁盤讀寫等等，從而使用戶得到最大限度的靈活性。CODEV提供了一個不斷增加的宏程序庫。此外，CODEV還可以通過IGES或DXF圖形文件實現(xiàn)與機械CAD軟件的接口。針對不同用戶的需要，CODEV提供圖形界面和指令模式兩種可以同時使用的運行方式。軟件配有詳盡的用戶指南（共三卷，其中含有大量應(yīng)用實例）；方便的屏幕提示和大量精美的、可直接用于設(shè)計報告的

10、圖形輸出，使用非常方便。從8.50版起，北京理工大學協(xié)助ORA公司將中國玻璃庫的國標數(shù)據(jù)加入了CODEV軟件，用戶可以直接調(diào)用。OSLO是一套標準建構(gòu)系統(tǒng)及最佳化的光學軟件。最主要地，他是用來決定光學系統(tǒng)中最佳組件的大小和外型，如照相機、客戶產(chǎn)品、通訊系統(tǒng)、軍事/外層空間應(yīng)用以及科學儀器等。除此之外、他也常用于仿真光學系統(tǒng)性能以及發(fā)展出一套對光學設(shè)計、測試和制造的專門軟件工具。OSLO概述OSLO是OpticsSoftwareforLayoutandOptimization的縮寫。OSLO主要用于照相機、通訊系統(tǒng)、軍事/空間應(yīng)用、科學儀器中的光學系統(tǒng)設(shè)計，特別當需要確定光學系統(tǒng)中光學元件的最佳

11、大小和外形時，該軟件能夠體現(xiàn)出強大的優(yōu)勢。此外，OSLO也用于模擬光學系統(tǒng)的性能，并且能夠作為一種開發(fā)軟件去開發(fā)其他專用于光學設(shè)計、測試和制造的軟件工具。OSLO的設(shè)計能力幾乎任何一個涉及到光波傳播的光學系統(tǒng)都可以使用OSLO進行設(shè)計，以下是一些典型的應(yīng)用示例：常規(guī)鏡頭ConventionalLenses縮放鏡頭ZoomLenses高斯光束/激光腔GaussianBeam/LaserCavities光纖耦合光學FiberCouplingOptics照明系統(tǒng)IlluminationSystems非連續(xù)傳播系統(tǒng)Non-SequentialPropagationSystems偏振光學Polariza

12、tion-SensitiveOptics高分辨率成像系統(tǒng)High-ResolutionImagingSystems此外，OSLO還可以設(shè)計具有梯度折射率表面、非球面、衍射面和光學全息、透鏡矩陣、干涉測量儀等光學系統(tǒng)。OSLO不適于波導設(shè)計，也不適于眼鏡設(shè)計。OSLO的主要特征OSLO是一個具有上千條內(nèi)部命令和函數(shù)的非常大的程序，而且，OSLO的可執(zhí)行模塊能夠被用戶按規(guī)則進行修改和重新編譯，因而，其功能非常強大。以下是OSLO的一些總體特征概括：具有透鏡和材質(zhì)數(shù)據(jù)庫LensandMaterialDatabases具有特殊表面數(shù)據(jù)SpecialSurfaceData縮放和多配置系統(tǒng)ZoomandM

13、ulticonfigurationSystems透鏡矩陣和非連續(xù)組件ArraysandNon-SequentialGroups特殊孔徑SpecialApertures公差和元件數(shù)據(jù)ToleranceandElementData偏振和光學薄膜PolarizationandThinFilmCoatings光線追跡Raytracing衍射和部分相干DiffractionandPartialCoherence優(yōu)化方法OptimizationMethods誤差分析ToleranceAnalysis激光、光纖和高斯光束Lasers,Fibers,andGaussianBeams照明系統(tǒng)Illuminati

14、onAnalysis完美透鏡PerfectLensesandEikonalsOSLO與其他軟件的比較盡管大多數(shù)光學設(shè)計軟件具有一定的相似性，但是在功能上和設(shè)計方法上還是存在很大的差異。OSLO在光學設(shè)計的“競爭”中已經(jīng)成為一個主流的光學設(shè)計軟件。雖然OSLO的歷史可以追溯到二十世紀六十年代早期，但是它在本質(zhì)上是一個面對對象的windows程序，具有唯一的內(nèi)置應(yīng)用程序管理器/編譯器，在桌面計算機上能夠提供非常高的性能。OSLO的主要優(yōu)點-以設(shè)計者為導向的設(shè)計風格。OSLO著重交互性的光學設(shè)計，在設(shè)計過程中，計算機向設(shè)計者提供容易理解的反饋信息。這使得設(shè)計者能夠及時作出取舍決定，選擇最佳的解決方案

15、。OSLO在使用交互性設(shè)計控制方面是獨特的，這使得它的用戶界面盡可能的直觀。-功能強大并且精確度高。OSLO使用先進的光學設(shè)計技術(shù)，包括多重優(yōu)化和公差方法，高性能非連續(xù)光線追跡和隨機的光源建模與分析。OSLO是第一個出現(xiàn)在桌面計算機上使用的嚴格的光學設(shè)計軟件，并且與其他軟件相比更得到廣闊的發(fā)展。-靈活性強。OSLO能夠在世界范圍內(nèi)成為主導的設(shè)計工具的一個主要原因是，它很容易根據(jù)用戶需要進行定制，并且能夠?qū)⒊绦蚋木幊商厥獾男枰?。這是因為OSLO使用先進的軟件技術(shù)，將Windows的功能帶進技術(shù)計算領(lǐng)域。事實上，OSLO提供的CCL語言相對于Sun公司的Java語言或Microsoft的Visua

16、lBasic以及其他光學設(shè)計軟件的宏語言具有更好的靈活性LENSVIEW為搜集在美國以及日本專利局申請有案的光學設(shè)計的數(shù)據(jù)庫，囊括超過18,000個多樣化的光學設(shè)計實例，并且每一實例都顯示它的空間位置。它搜集從1800年起至目前的光學設(shè)計數(shù)據(jù)，這個廣博的LensVIEW數(shù)據(jù)庫不僅囊括光學描述數(shù)據(jù)，而且擁有設(shè)計者完整的信息，摘要，專利權(quán)狀樣本，參考文件，美國和國際分類數(shù)據(jù)，和許多其它的功能。LensVIEW并能產(chǎn)生各式各樣像差圖，做透鏡的快速診斷，和繪出這個設(shè)計的剖面圖。SOD88是北京理工大學光電工程系研制的微機用光學設(shè)計軟件，它適用于共軸光學系統(tǒng)，系統(tǒng)中的面型可以是球面，也可以是非球面，系統(tǒng)

17、可以是折、反或折反射系統(tǒng)。軟件包所包括的主要功能有：幾何像差計算和圖形輸出；像差自動校正：軟件包提供了兩種像差自動校正功能：適應(yīng)法和阻尼最小二乘法。對于適應(yīng)法像差自動校正，程序使用獨立的幾何像差作為系統(tǒng)的質(zhì)量指標，采用各個受控像差分別趨于各自的目標值的方法來進行像差自動校正?？煽刂频南癫睿ò承┙S參數(shù)）共有48種，校正可以分階段進行，并提供了三種公差給定方法，使得系統(tǒng)的潛力得以充分挖掘。對于阻尼最小二乘法，程序采用垂軸像差或波像差的加權(quán)像差平方和構(gòu)成評價函數(shù)，通過求評價函數(shù)的極小值解來實現(xiàn)像差自動校正。程序?qū)Σ煌南到y(tǒng)設(shè)置了不同的抽樣光線和不同的權(quán)因子，并可控制十種邊界條件，使用者可根據(jù)不

18、同要求選擇；光學傳遞函數(shù)計算：軟件包提供了兩種傳函計算功能：自相關(guān)法和兩次付立葉變換法。對于自相關(guān)法傳函計算，程序可以計算系統(tǒng)的單色光或白光的子午和弧矢調(diào)制傳遞函數(shù)，可輸出指定通光范圍內(nèi)的波像差分布，并可將通光范圍用坐標和圖形的方式打印出來，對于兩次付立葉變換法，程序應(yīng)用快速付立葉變換算法，可以計算截止頻率范圍內(nèi)的64或128個頻率抽樣點上的傳函數(shù)值，并以此用插值法得到多達15個指定頻率的傳函值。同時，還可獲得通光范圍內(nèi)的波像差分布和各視場的線擴散函數(shù)。程序可以計算具有中心遮光的系統(tǒng)，也可計算像面在無限遠的系統(tǒng)。；變焦系統(tǒng)計算：程序可以分別對9個焦距位置進行像差計算，系統(tǒng)中可以允許有8個可移動

19、的透鏡組，與定焦像差計算功能一樣，變焦部分也具有修改結(jié)構(gòu)參數(shù)和計算像差變化量表等功能。軟件包還提供了變焦系統(tǒng)的適應(yīng)法像差自動校正功能。它可以使各焦距的像差同時趨于零；也可以使具有后固定組的系統(tǒng)各焦距的像差趨于一致，然后再利用定焦系統(tǒng)的適應(yīng)法像差自動校正程序進行校正；公差分析計算：軟件包所提供的公差分析計算功能以給定的若干條光線的垂軸像差平方和作為系統(tǒng)的質(zhì)量指標，根據(jù)使用者給出的系統(tǒng)類型、要求精度等數(shù)據(jù)，按一定規(guī)律對曲率、厚度或間隔、面偏角分配一組公差，然后用MonteCarlo法對指定公差內(nèi)一定數(shù)量的產(chǎn)品進行模擬的隨機抽樣檢驗，得到以當前公差生產(chǎn)時預期的良品率，然后重復此過程，直到公差和良品率

20、達到最合理的匹配為止；半徑標準化：本功能可以把像差校正完成以后的曲率半徑換成標準半徑。程序提供了兩種方法，一種是從標準半徑庫中找出和設(shè)計半徑最接近的值進行直接代換；另一種是利用阻尼最小二乘法，從標準半徑庫中的離散半徑值中選擇合適的半徑，使得半徑標準化后系通的評價函數(shù)不降低或降低最小，同時還把系統(tǒng)中的間隔、厚度歸整到指定的小數(shù)點后有效位數(shù)。除以上功能以外，軟件包還提供了出圖計算功能，可以計算出繪制光學圖紙時所需要的數(shù)據(jù)。同時軟件包還具有完善的輔助功能。ASAP是功能強大的光學分析軟件，是專為仿真成像或光照明的應(yīng)用而設(shè)計，讓您的光學工程工作更加正確且迅速。讓您在制作原型系統(tǒng)或大量生產(chǎn)前可以預先做光

21、學系統(tǒng)的仿真以便加快產(chǎn)品上市的時間。傳統(tǒng)描光程序的速度是非常煩瑣秏時的。ASAP對于整個非序列性描光工具都經(jīng)過速度的優(yōu)化處理，讓您可以在短時間內(nèi)就可做數(shù)百萬條幾何描光的計算。光線可不計順序及次數(shù)的經(jīng)過表面，還可向前，向后追蹤。此外ASAP具有強大的指令集可以讓您進行特性光線以及物體的分析，包括：選擇你所要分析的物體上的光線；選擇并獨立出特定的光線群；列出光線的來源（折射/反射/散射）與以及其路徑的變化；追蹤光線的來源以及強度，分析出您意想不到的雜散光路！ASAP定義：ASAP在光學設(shè)計軟件界，是一個已經(jīng)經(jīng)過時間證實且成為工業(yè)界標準的光學設(shè)計軟件。ASAP提供給光學系統(tǒng)工程設(shè)計師無與匹敵的設(shè)計能

22、力、廣泛的應(yīng)用性、快速的光追蹤速度和準確度。ASAP精確地仿真在汽車車燈光學系統(tǒng)、生物光學系統(tǒng)、相干光學系統(tǒng)、屏幕展示系統(tǒng)、光學成像系統(tǒng)、光導管系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及醫(yī)學儀器設(shè)計上的真實世界實際表現(xiàn)預測。設(shè)計能力：ASAP經(jīng)過了超過20年的持續(xù)發(fā)展，和其它光學設(shè)計軟件相比，是一個可以仿真更多光學系統(tǒng)上更廣泛的真實物理現(xiàn)象。ASAP是一個聯(lián)結(jié)了幾何光學和物理光學的全方位3D光學及機械系統(tǒng)的模型建立軟件。ASAP內(nèi)建的繪圖工具功能讓所有的幾何模型、光線追跡的細節(jié)和模擬結(jié)果的分析都充分可視化。ASAP幾乎可以處理所有的光學仿真分析，包括了散射效應(yīng)、衍射效應(yīng)、反射效應(yīng)、折射效應(yīng)、光吸收效應(yīng)、偏極光效應(yīng)和高斯

23、光速傳導之模擬分析。廣泛的應(yīng)用性：ASAP現(xiàn)在可和很多的CAD軟件兼容操作應(yīng)用?，F(xiàn)在有以API為基礎(chǔ)的插入接口可與SolidWorks兼容、有以CAAV5的插入接口可與CATIA兼容、有一個ASAP特定的IGES輪廓接口和Rhinoceros兼容，也有能夠輸入其它CAD軟件的IGES的檔案能力，這些功能對于準確和百分之百完整的幾何模型轉(zhuǎn)換進入ASAP系統(tǒng)，提供了大量的選擇性。ASAP還可以從來自Lumerical公司的有限差分時域語言FDTDSolutions，輸入（和輸出）光量場分布。由ASAP和有限差分時域語言FDTDSolutions結(jié)合一起，還可以用一種智能型的方式來處理宏光學系統(tǒng)和微

24、量結(jié)構(gòu)光學。沒有其它的軟件組合可以跨越此一大光學上的鴻溝。運算速度：運算速度最佳化的ASAP非續(xù)列光線追跡引擎是現(xiàn)有最快速的運算引擎，而且沒有像其它的軟件為了加快運算速度而用準確度折衷性的對象表面的近似值來作光線追跡運算。ASAP幾乎可以在一個單一工作模型里，來模型化任何一個可想象的幾何形狀，然后在幾個小時內(nèi)，而不是幾個星期內(nèi)，來完成分析你的光學系統(tǒng)的行為模式。準確度：在全球35個國家的光學系統(tǒng)工程設(shè)計師，有信心地仰賴ASAP作準確地虛擬的原形設(shè)計。ASAP可以模型化到非常細微的細節(jié)層面，它表示你可以仰賴你的仿真結(jié)果來預測真實模型的實際表現(xiàn)。你可以信賴每一次的分析結(jié)果ASAP的利益：擁有ASA

25、P，你擁有了現(xiàn)有最精巧熟練的軟件來創(chuàng)造光學解決方案一而且在沒有任何準確度折衷下，來創(chuàng)造你所需要的每一個系統(tǒng)和減低你產(chǎn)品開發(fā)所需的時間。利益以廣泛明了的模型創(chuàng)作能力來產(chǎn)生突破性、創(chuàng)新性的光學系統(tǒng)設(shè)計，而且避免花費龐大的重復校正實驗原形開發(fā)測試獨一無二的兼容操作功能：可處理一系列其它軟件程序沒有辦法處理的問題ASAP應(yīng)用：ASAP已持續(xù)發(fā)展在光學系統(tǒng)上，藉由使用指令來指示光線如何與系統(tǒng)對象交互作用，來模擬和光線交互作用的物理現(xiàn)象。結(jié)果是一組非常明了的仿真和分析功能，無論是在哪一種系統(tǒng)類別或是工業(yè)的分類上，足以比現(xiàn)有其它軟件處理更多的光學系統(tǒng)仿真。ASAP已被全球很多的工程師和物理學家應(yīng)用在很多不同

26、的工業(yè)界領(lǐng)域。ASAP工業(yè)界應(yīng)用：航天工程/軍事科技汽車產(chǎn)業(yè)生物光學產(chǎn)業(yè)消費性電子產(chǎn)業(yè)顯示器光學測量科技光通訊產(chǎn)業(yè)ASAP項目應(yīng)用：生物光學系統(tǒng)相干光學系統(tǒng)光電系統(tǒng)照明系統(tǒng)光導管系統(tǒng)光源模型反射器/照明器雜散光分析以Breault的燈源數(shù)據(jù)庫來節(jié)省設(shè)計的時間：在軟件保顧期間內(nèi)，ASAP的客戶都可以使用BRO的燈源數(shù)據(jù)庫，BRO的燈源數(shù)據(jù)庫收集了超過130個美國和歐洲國家的燈源模型，而且這個燈源數(shù)據(jù)庫還在持續(xù)擴充當中，這些燈源資料都可以被直接輸入進去ASAP的項目中。藉由免除掃描、測量和模型化工業(yè)用的燈源，這個燈源數(shù)據(jù)庫減低了作開發(fā)計劃和原形所需的費用。ASAP使用者可以用新的燈源數(shù)據(jù)庫Wiza

27、rd，來控制燈源的坐標軸位置和軸的校直調(diào)精準燈源：BRO的燈源模型在幾何形狀和發(fā)光度上是非常精準的，當使用適切時并包括了完整的光譜數(shù)據(jù)。這個燈源模型包含了從燈源所得的實際光學和機械的幾何模型，這是精確和徹底完整的分析所必需具備的。光可被燈源幾何模型反射、折射或是散射。BRO的燈源模型適切地考慮了這些光學的交互作用，這些光學交互作用在光學系統(tǒng)上可能造成不要的雜散光。燈源類別：新的冷陰極熒光燈(CCFLs)；燈絲為基礎(chǔ)的燈泡；(LEDs)弧形燈ASAP功能：ASAP是現(xiàn)有最精巧熟練的光學應(yīng)用軟件程序，有必須的功能可以解決最難辦的光學設(shè)計和分析問題?？赡Ｐ突恳粋€從簡單的反光鏡、鏡片到復雜的成像和聚

28、光的儀器系統(tǒng)，并考慮了相干光學效應(yīng)?？衫脽粼从跋瘛Ⅻc光源、平行光源和扇形光創(chuàng)造高準確的的光源模型，或是模型化完整的光源幾何模型和其結(jié)合的光學特性來仿真白熱燈炮、(LEDs)、冷陰極熒光燈(CCFLs),和高強度的放電弧形燈炮。在ASAP的核心是非續(xù)列光線追跡引擎，此非續(xù)列光線追跡引擎以它的效率和準確度聞名整個光學軟件界。它可以將光線以任何次序或是次數(shù)投射在表面，而且光分裂會自動發(fā)生。ASAP的每一個功能可以在一般桌上型記算機上快速的最佳化運用。你可以在幾分鍾內(nèi)透過簡單的系統(tǒng)追蹤數(shù)百萬的光線?？梢韵蚯?、向后、連續(xù)地或是階段性地追蹤光線。ASAP包含了一套豐富的分析工具，和所有必須的繪圖工具能使

29、分析結(jié)果可視化并產(chǎn)生高質(zhì)量呈現(xiàn)的圖形。模型化能力：模型化光學和機械的組件、鏡筒表面、支撐結(jié)構(gòu)和文件光板；而此鏡筒表面可以是ASAP的曲線校正或是使用者自己寫程序所產(chǎn)生的表面?？珊推渌浖–AD套裝軟件和其它光學軟件交換數(shù)據(jù)以及交換系統(tǒng)幾何模型。模型化任何型態(tài)的光源，包括弧形燈、LEDs、冷陰極熒光燈(CCFLs)，和白熱燈。模擬可見光、紫外線和紅外線在非同調(diào)成像和非成像的照明系統(tǒng)的物理現(xiàn)象。模型化相干光學系統(tǒng)（光學功能模塊）。模型化在光纖和光纖耦和器中的傳導現(xiàn)象（光學功能模塊）。模型化在復雜系統(tǒng)中的輻射現(xiàn)象。模型化LCD背光組件和其它顯示系統(tǒng)。以ASAPvoxels方法來模型化光及生理組織

30、的交互作用、非均質(zhì)物體體積和熒光。模型化光學系統(tǒng)中的光之表面跡象。模型化光學地主動的媒介。更進步的模型化單軸的雙折射晶體。模型化光學系統(tǒng)中的偏極光現(xiàn)象（光學功能模塊）。模型化隨機的數(shù)組。以APAS預先定義的輪廓來模型化表面（BRDF）和體積的散射現(xiàn)象，或是創(chuàng)造你自己的表面和體積的散射現(xiàn)象。當你的分析在交互作用的顯示功能中進行時，會揭露出潛在的問題區(qū)域?？赏綀D標系統(tǒng)幾何模型、光線軌跡和可移動光光源。在進行原形前仿真整個系統(tǒng)。可以收到快速的、精確的和可靠的結(jié)果?？墒巩a(chǎn)品開發(fā)的費用和產(chǎn)品上市的時間減到最少模型化能力：模型化光學和機械的組件、鏡筒表面、支撐結(jié)構(gòu)和文件光板；而此鏡筒表面可以是ASAP的

31、曲線校正或是使用者自己寫程序所產(chǎn)生的表面?？珊推渌浖–AD套裝軟件和其它光學軟件交換數(shù)據(jù)以及交換系統(tǒng)幾何模型。模型化任何型態(tài)的光源，包括弧形燈、LEDs、冷陰極熒光燈（CCFLs）,和白熱燈。模擬可見光、紫外線和紅外線在非同調(diào)成像和非成像的照明系統(tǒng)的物理現(xiàn)象。模型化相干光學系統(tǒng)（光學功能模塊）。模型化在光纖和光纖耦和器中的傳導現(xiàn)象（光學功能模塊）。模型化在復雜系統(tǒng)中的輻射現(xiàn)象。模型化LCD背光組件和其它顯示系統(tǒng)。以ASAPvoxels方法來模型化光及生理組織的交互作用、非均質(zhì)物體體積和熒光。模型化光學系統(tǒng)中的光之表面跡象。模型化光學地主動的媒介。更進步的模型化單軸的雙折射晶體。模型化光學

32、系統(tǒng)中的偏極光現(xiàn)象（光學功能模塊）。模型化隨機的數(shù)組。以APAS預先定義的輪廓來模型化表面（BRDF）和體積的散射現(xiàn)象，或是創(chuàng)造你自己的表面和體積的散射現(xiàn)象。當你的分析在交互作用的顯示功能中進行時，會揭露出潛在的問題區(qū)域?？赏綀D標系統(tǒng)幾何模型、光線軌跡和可移動光光源。在進行原形前仿真整個系統(tǒng)?？梢允盏娇焖俚?、精確的和可靠的結(jié)果。可使產(chǎn)品開發(fā)的費用和產(chǎn)品上市的時間減到最少兼容操作能力：新的插入接口可插入從來自Lumerical公司的有限差分時域語言（FDTD）的FDTDSolutions，輸入/輸出光量場分布（光學功能模塊）。新的以API為基礎(chǔ)的插入接口可與SolidWorks兼容（CAD功能

33、模塊）。新的CAAV5的插入接口可與CATIA兼容（CATIA功能模塊）。整合的轉(zhuǎn)譯器可和CODEV,OSLO,SYNOPSYS和ZEMAX做鏡片設(shè)計應(yīng)用（光學功能模塊）。以XML為基礎(chǔ)的CAD檔案格式可做幾何模型和光學特性的轉(zhuǎn)換（CAD功能模塊）。SmartIGES轉(zhuǎn)譯器可在CAD重復校正的過程中，記憶光學特性和對象名稱（CAD功能模塊）。Rhinoceros3D表面/實心體模型軟件（CAD功能模塊）輸入測量的光源數(shù)據(jù)輸入/輸出DXF檔案格式輸入/輸出IGES檔案格式（CAD功能模塊）額外的仿真工具/仿真功能：新的擴展的能力，可用ASAP展開窗體形式的建構(gòu)器或是程序語言做光學系統(tǒng)的公差。新的

34、圖表功能，可將圖表結(jié)果以很多種的格式可視化，包括2D和3D鳥瞰圖，以及360度的極圖。新的3種預先定義的、擴散表面Sheet、散射模型，可供任意使用在光學系統(tǒng)仿真中。更進步的分析功能，可執(zhí)行數(shù)字和圖形的CIE/色差分析。更進步的完整的光譜數(shù)據(jù)在BRO燈源數(shù)據(jù)庫中，可供使用。用ASAPBSDF的曲線校正來制作Harvey和多項式的散射模型。計算和繪制擴展光源的照明能量分布圖。使用通過/失敗的指示，來指示預先定義的或是使用者自己定義的照明測試結(jié)果（ELTM功能模塊）。SAE（SocietyforAutomotiveEngineering）測試，根據(jù)SAE陸地交通工具照明標準手冊，SAEHS-34進

35、行測試（ELTM功能模塊）。FMVSS（FederalMotorVehicleSafetyStandards）照明測試（ELTM功能模塊）。ECE（EconomicCommissionforEurope）照明測試（ELTM功能模塊）。以高斯光束分解來做波前傳導分析（Optical功能模塊）。以有限差分（FD）光束傳導法（BPM）在微量結(jié)構(gòu)中做傳導分析（Optical功能模塊）。以雙精準（Double-precision）光線追跡來做個別光線歷史數(shù)據(jù)的分析（光學功能模塊）。使用者接口：新的BRO燈源數(shù)據(jù)庫Wizard。更進步的ASAP展開窗體形式的建構(gòu)器或是在寫程序的過程中，使對象可視化。更進步

36、的ASAP智能型的程序語言，和指令技巧Tips。更進步的展開窗體形式的建構(gòu)器接口有自動寫入和指令技巧的功能。更進步的ASAP更先進的繪圖套裝軟件，可批注并輸出圖示的結(jié)果。整合的程序化支持多種不同的語言，例如Python,VBscript,和Jscript。ASAP遠程遙控（透過公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的記算機來執(zhí)行光線追跡）（PRO功能模塊）?？蓮哪夸涍x單中，下拉多種的燈源、鏡片、玻璃特性、散射模型和光學鍍層?？稍贏SAP創(chuàng)造你自己慣用的工作區(qū)。開始Started，資源新的在線知識數(shù)據(jù)庫，有所有ASAP技術(shù)檔、雜志文章以及經(jīng)過精細審核無瑕疵的報告。新的ASAP參考指南（一個可從在線協(xié)助指令標題中獲得的操

37、作手冊）。可從600多個范例檔案中的一個，選擇一個開始你的模擬。在BRO燈源數(shù)據(jù)庫中，有超過130個的燈源數(shù)據(jù)可供使用，包括LED、冷陰極熒光燈（CCFL）、白熱燈和弧形燈。從預定的目錄中選擇取得你要的玻璃特性和光學特性模型，或是建立你自己的玻璃特性和光學特性模型明了的協(xié)助系統(tǒng)，包括、指令技巧Tips、指令范例檔案、和在線文件。步驟式的提示及技術(shù)指導，來幫助你明了主要的ASAP能力。ASAP入門（一個明了的自修指南）全套由BRO專業(yè)工程師所指導的基礎(chǔ)介紹課程和特定應(yīng)用的課程。選擇性的功能模塊：你可以任意新增組合以下的功能模塊到ASAP的基礎(chǔ)功能模塊以滿足你的需求。ASAP里面Pro功能模塊的使

38、用：Pro功能模塊持續(xù)針對強大的使用者而設(shè)計的。如果你從事于大量的、高度地精細的系統(tǒng)、輸入相當大的CAD檔案到ASAP,或是想要在沒有造成你的記算機的負擔下同時使用額外的幾套ASAP軟件，此時Pro功能模塊是必要的。有了Pro功能模塊，ASAP使用者將會享受于增加的數(shù)組空間和對象數(shù)目。它有能力可以增加更多的幾何模型，使得分析達到可能的更高的空間解析。這個Pro功能模塊也包括了一個特別的遠程遙控功能，它可讓你在你當?shù)氐木钟蚓W(wǎng)絡(luò)（LAN），同時使用最高達到5套額外的ASAP軟件，而你無須離開你的工作桌。CAD功能模塊：是專為從事于密切地使用記算機輔助設(shè)計（CAD）工具的設(shè)計師而設(shè)計的功能模塊。這個

39、功能模塊也包括了一個以API為基礎(chǔ)的插入接口，可以在SolidWorks中寫ASAP的幾何模型檔案。也可以從其它CAD程序，以Breault專利的smartIGES轉(zhuǎn)譯器輸入系統(tǒng)幾何模型，雖然在CAD程序中設(shè)計的表面具有高度的復雜性，Breault的轉(zhuǎn)譯器仍可以在維持高度光線軌跡速度方式下，做最佳化的轉(zhuǎn)換。CAD功能模塊包括了一套Rhinoceros3D表面/實心體模型軟件，可在直覺的3D設(shè)計環(huán)境中模型化復雜的光學系統(tǒng)。你也可以結(jié)合CAD功能模塊和ASAPPRO功能模塊，你將擁有在市場上，可以可視化照明系統(tǒng)效果和其它復雜的光學系統(tǒng)效果的最佳商業(yè)化分析工具。CAD功能模塊功能新的以API為基礎(chǔ)的

40、插入接口，以在SolidWorks中使用。Rhinoceros3D表面/實心體模型軟件以XML為基礎(chǔ)的CAD檔案格式可讓百分之百完整的幾何模型和光學特性交換。以smartIGES轉(zhuǎn)譯器作IGES（InitialGraphicsExchangeSpecification）輸入。在ASAP/CAD里面CATIA功能模塊的使用CATIA功能模塊允許ASAP/CAD的使用者在ASAP里開啟原始的CATIAV5檔案BR0是CAAV5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的采用者，它表示CATIA的使用者可以信賴準確、百分之百完整的幾何模型轉(zhuǎn)換進入ASAP系統(tǒng)。CATIA功能模塊功能新的以CAAV5為基礎(chǔ)的插入接口，可以在ASAP中開

41、啟原始的CATIAV5檔案在ASAP里面光學功能模塊的使用：光學功能模塊新增了相干光學（成像）的功能性到ASAP，包括了一個有限差分（FD）光束傳導法（BPM）、雙精準（Double-precision）光線追跡、以及仿真偏極光現(xiàn)象的功能。這個功能模塊將經(jīng)由整合的ASAP轉(zhuǎn)譯器，輸入鏡片設(shè)計應(yīng)用檔案，例如CODEV、OSLO、SYNOPSYS、或是ZEMAX，它也可從來自Lumerical公司的FDTDSolutions經(jīng)由光量場分布輸入來支持有限差分時域語言（FDTD）仿真器。光學功能模塊也可計算并儲存每一次追蹤過的光線細微的歷史數(shù)據(jù)，并允許透過你的系統(tǒng)對問題路徑做更多精細的分析。光學功能模

42、塊功能新的插入接口，可以從來自Lumerical公司的有限差分時域（FDTD）語言的FDTDSolutions,輸入（和輸出）光量場分布（光學功能模塊）。相干光學（成像）系統(tǒng)支持在光學系統(tǒng)中仿真偏極光現(xiàn)象有限差分（FD）光束傳導法（BPM）整合的轉(zhuǎn)譯器可做CODEV,OSLO,SYNOPSYS,和ZEMAX的鏡片設(shè)計應(yīng)用。雙精準(Double-precision)光線追跡在ASAP里面ELTM功能模塊的使用：外部照明測試功能模塊(ELTM)將汽車產(chǎn)業(yè)的測試遵循規(guī)章，如SAE、FMVSS、或是ECE的測試工作予以自動化。這個ELTM功能模塊也支持并儲存使用者自己定義的測試，以及帶領(lǐng)使用者經(jīng)過建立

43、的流程，并對每一個測試點以通過/失敗的指示來呈現(xiàn)測試結(jié)果。ELTM功能模塊功能對于ASAP預先定義的或是使用者自己定義的測試有通過/失敗的指示。SAE(SocietyforAutomotiveEngineering)測試，根據(jù)SAE陸地交通工具照明標準手冊，SAEHS-34進行測試。FMVSS(FederalMotorVehicleSafetyStandards)照明測試。ECE(EconomicCommissionforEurope)照明測試。TRACEPRO是一套普遍用于照明系統(tǒng)、光學分析、輻射分析及光度分析的光線仿真軟件。它是第一套以ACISSolidModelingKernel為基本的

44、光學軟件。也是第一套結(jié)合真實固體模型、強大光學分析功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力強及易上手的使用接口的仿真軟件。TracePro多變化的應(yīng)用領(lǐng)域包括：照明(Illumination)；導光管(LightPipes)；薄膜光學(TissueOptics)；光機設(shè)計(OptomechanicalDesign)；雜散光和激光泵浦。TracePro是一套可以設(shè)計幾乎所有的光學或照明系統(tǒng)的軟件，并可以很容易地作為設(shè)計及分析的3D虛擬原型系統(tǒng)。3.2版新增功能有Irradiance檢視功能，將Healinghusk結(jié)合入TracePro，逆向光線追蹤，scheme編輯，ACISR12核心，加強繪圖能力，全新的CAD輸

45、入輸出轉(zhuǎn)檔器，如相片般真實檢視功能。第一套結(jié)合真實固體模型、強大光學分析功能、資料轉(zhuǎn)換能力強及易上手的使用介面的模擬軟體。TracePro可利用在顯示器產(chǎn)業(yè)上，它能模仿所有類型的顯示系統(tǒng)，從背光系統(tǒng)，到前光、光管、光纖、顯示面板和LCD投影系統(tǒng)。比起傳統(tǒng)的原形方法，TracePro在建立顯示系統(tǒng)的原型時，在時間上和成本上要降低3050%。應(yīng)用領(lǐng)域包括：照明、導光管、背光模組、薄膜光學、光機設(shè)計、投影系統(tǒng)、雜散光、雷射邦浦常建立的模型：照明系統(tǒng)、燈具及固定照明、汽車照明系統(tǒng)（前頭燈、尾燈、內(nèi)部及儀表照明）、望遠鏡、照相機系統(tǒng)、紅外線成像系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、光譜儀、導光管、積光球、投影系統(tǒng)、背光板。T

46、racePro作為下一代偏離光線分析軟件，需要對光線進行有效和準確地分析。為了達到這些目標，TracePro必須具備以下這些功能：處理復雜幾何的能力，以定義和跟蹤數(shù)百萬條光線；圖形顯示、可視化操作以及提供3D實體模型的數(shù)據(jù)庫；導入和導出主流CAD軟件和鏡頭設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)格式。Lighttool三維照明模擬功能美國OpticalResearchAssociates（ORA）公司以研制國際領(lǐng)先的CODEV光學工程軟件而著稱于世。1995年，該公司根據(jù)用戶需求和計算機技術(shù)的發(fā)展，隆重推出最新產(chǎn)品光學系統(tǒng)建模軟件LightTools,馬上得到各國用戶的歡迎和好評，并獲得國際大獎。1997年，ORA又研

47、制成功與LightTools主體程序配套使用的Illumination模塊，圓滿地解決了照明系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計問題。其中的主要功能簡單介紹如下：系統(tǒng)建模提供多種展現(xiàn)系統(tǒng)光機模型的方式和人機交互的手段。使用者可直接在系統(tǒng)的二維、三維線框圖或三維實體模型圖上進行各種操作。方便易用的圖形交互式建模和修改功能包括元件或元件組的放置、移動、旋轉(zhuǎn)、復制和縮放。操作時既可用鼠標以實時觀察修改造成的效果，也可用鍵盤以輸入準確的數(shù)據(jù)。透鏡、反射鏡和棱鏡等光學元件及各種機械件可以極快地以圖形方式“畫入”系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以用表格和元件詳情對話框的形式列出和修改。所有上述各種輸入方式同時并存，可交替使用。光機一體化

48、設(shè)計：光學和機械元件的形狀的描述是通過對軟件提供的一組尺寸可變的基本實體模型做布爾運算（與、或、異等等）實現(xiàn)的。這些光學或機械部件的形狀雖然可能非常復雜，但均可以在軟件中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并以光學精度進行光線追跡。遮光罩、鏡筒和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計均將大大得益于這種光機一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息復雜光路設(shè)置：在光學設(shè)計中，LightTools可以和ORA公司研制的CODEV軟件配合使用。特別是在多光路或折疊光路系統(tǒng)、帶有棱鏡或復雜曲面的系統(tǒng)的光路設(shè)置和視覺建模型驗證中，LightTools將發(fā)揮重要作用。有了LightTools，設(shè)計人員完全可以摒棄過去為了簡化問題而采用的一些

49、傳統(tǒng)技巧，如符號規(guī)則、用多通道定義模擬變焦功能、把反射鏡和棱鏡展開成平板、略去非光學面和機械結(jié)構(gòu)的影響、人為簡化光瞳形狀，等等。雜光分析：非順序面光線追跡功能可以直觀地描述在系統(tǒng)中任意表面上或介質(zhì)中發(fā)生的任何光學現(xiàn)象，如折射、反射、全反射、散射、多級衍射、振幅分割、光能損耗、材料吸收等并根據(jù)需要自動實時衍生出多路光路分支。雜光分析、光能計算、鬼像預測等從此變得輕而易舉、一目了然。設(shè)計中可能存在的各種潛在問題將被及時發(fā)現(xiàn)和預防照明系統(tǒng)設(shè)計分析：LightTools中可以精確地定義各種實際光源(如發(fā)光二極管、白熾燈、弧光燈、鹵素燈等)的形狀和發(fā)光特性，利用其照明模塊(IlluminationMod

50、ule)可實現(xiàn)蒙特卡洛法(MonteCarlo)光線追跡，以便確定某個(或某幾個)指定表面上的光照度、強度或亮度。對比實驗表明，計算結(jié)果與實際光度測量結(jié)果精確吻合。對非人眼接收的照明系統(tǒng)，可以把結(jié)果轉(zhuǎn)換成輻射度單位。計算結(jié)果的輸出形式可以是二維線圖、等高線圖、灰度圖、偽彩色圖或三維分布圖。利用LightTools已成功地設(shè)計了多種照明系統(tǒng)，包括投影系統(tǒng)、平板顯示器、儀表盤照明、內(nèi)窺鏡照明、報警燈、汽車前燈、車廂內(nèi)部照明、指示牌照明等等，從而結(jié)束了照明光學系統(tǒng)沒有可靠的計算機輔助設(shè)計工具的歷史ODIS浙江大學華光光電使用的照明光學系設(shè)計軟件光學薄膜設(shè)計TFCALC一個著名的光學薄膜設(shè)計軟件，有超過35個國家的工程