光学设计软件有哪些

个人推荐ZEMAX

ZEMAX

ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。

ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。ZEMAX 不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件， 具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是 ZEMAX 的 CAD 转文件程序都是双向的，如 IGES 、 STEP 、 SAT 等格式都可转入及转出。而且 ZEMAX可仿真 Sequential 和 Non-Sequential 的 成像系统和非成像系统，

ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。 ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。

2. TraceProTracePro是一套普遍用于照明系统、光学分析、辐射度分析及光度分析的光线模拟软体。它是第一套以ACIS solid modeling kernel为基本的光学软体。第一套结合真实固体模型、强大光学分析功能、资料转换能力强及易上手的使用介面的模拟软件。TracePro可利用在显示器产业上，它能模仿所有类型的显示系统，从背光系统，到前光、光管、光纤、显示面板和LCD投正嫌让影系统。比起传统的原形方法，TracePro在建立显示系统的原型时，在时间上和成本上要降低30－50%。应用领域包括：照明、导光管、背光模组、薄膜光学、光机设计、投影系统、杂散光、雷射邦浦常建立的模型：照明系统、灯具及固定照明、汽车照明系统（前头灯、尾灯、内部及仪表照明）、望远镜、照相机系统、红外线成像系统、遥感系统、光谱仪、导光管、积光球、投影系统、背光板。TracePro作为下一代偏离光线分析软件，需要对光线进行有效和准确地分析。为了达到这些目标，TracePro具备以下这些功能：处理复杂几何的能力，以定义和跟踪数百万条光线；图形显示、可视化 *** 作以及提供3D实体模型的数据库；导入和导出主流CAD软件和镜头设计软件的数据格式。3. FREDFRED光机模拟设计软件 ，该软件是美国Photon Engineering所出产，与其它同类产品相比，性能更高、模块类型丰富，性价比更具优势，只要租用价即可买断该软件，不用年年支付租赁费，而且一次即可拥有以下所有功能。用途FRED运用的领域范围非常广泛，只要系统可以用几何光学来描述，都可以用它来做分析，常见的应用领域为：照明系统、导光管、投影系统、激光、干涉、杂散光、鬼影分析、生物医学、其它光学系统原型之系统设计等等，无论是简易或是复杂的成像与非成像系统结构，FRED都可以准确的建构及分析。4.LightTools LightTools是一个全新的具有光学精度的交互式叁维实体建模软件体系，提供最现代化的手段直接描述光学系统中的光源、透镜、反射镜、分束器、衍射光学元件、棱镜、扫描转鼓、机械结构以及光路。由于 LightTools把光学和机械元件集合在统一的体系下处理，并配有“放置”光源、发射光线的非顺序面光线追迹的强大功能，使它者唤在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中均可发挥重要的作用，成为人们理想的工具。非顺序举局面光线追迹功能可以直观地描述在系统中任意表面上或介质中发生的任何光学现象，如折射、反射、全反射、散射、多级衍射、振幅分割、光能损耗、材料吸收等，并根据需要自动实时衍生出多路光路分支。杂光分析、光能计算、鬼像预测等从此变得轻而易举、一目了然。设计中可能存在的各种潜在问题将被及时发现和预防。

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1、zemax做光线追迹的，适合透镜设计。comsol光学仿真适合做有限清码元分析，光场类的分析弊拍比较强。

2、zemax光学设计程序是一个完整的光学设计，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真。

3、comsol光学仿真具有用途广泛、灵活、易用的特性，比其它有限元分析软件强大之处在于，利用附加的功能模块，软件功能可以很容易进行扩展。

计算机辅助设计光学镜头基本结构

AutoCAD平台的基础上对常用光学镜头基本结构进行参数化和模块化自动设计。根据光学系统外形尺寸可以一次性设计出结构装配图,而且可以从装配图方便地分离零件图。以下是我整理的关于计算机辅助设计光学镜头基本结构，希望大家认真阅读!

一、引言

计算机辅助设计技术早已应用到镜头的光学设计当中,镜头的结构设计也有一些计算机辅助设计软件,但是由于结构设计的多样性或专业知洞性强或要昂贵平台支持而使用不便。光学镜头的结构设计要求各个光学零件准确定位和合理固定,保证镜头的光学性能。对于照相物镜、显微物镜、望远物镜、目镜等大多数非变焦、光轴成直线的镜头来说,其基本结构由透镜、压圈、镜筒、隔圈组成。只要对这些结构作自动设计,就能省去许多费事的构思和繁琐的计算。以自动设计得到基本结构为基础,就不难修改成为所要求的特殊结构,例如镜筒与机壳的专用连接结构。本文介绍的光学镜头基本结构计算机辅助设计是基于广泛应用的AutoCAD平台和采用人机交互式 *** 作,用AutoLISP语言进行参数化和模块化设计,通用性好且简单易行。

二、镜头结构分类

常用光学镜头诸如望远物镜、显微物镜、照相物镜和目镜,基本结构包括四个部分:透镜、隔圈、镜筒、压圈。

隔圈结构类型比较多,它受前后透镜直径和通光孔径的大小差别影响较大,也受其它结构要素影响。

镜筒结构大体可以分为两类:直筒式和台阶式。压圈的结构形式包括外螺纹压圈和内螺纹压圈,在实际应用中大多采用外螺纹压圈,因此本文仅考虑外螺纹压圈,又根据光学系统对边缘光线是否扩散和外观要求的不同,压圈可以分成三种形式。

三、总体设计

把镜头基本结构分成了六种类型,就可以把整个软件系统设计成六个主程序来分别完成六种类型结构的设计。首先让用户输入光学系统外形尺寸,然后选择:只画光学系统图或画六种类型中一种类型结构图。每个主程序要调用光学系统、压圈、镜筒、隔圈的子程序完成整个光学镜头装配图绘制和自动设计。

在设计程序时采用了模块化设计,一个模块实现某一特定的功能,各个模块功能不重复,相互之间共享数据资源,存在调用关系。

在本设计中我们主要采用编制下拉菜单的方法提供用户界面。建立的新菜单文件名是BIT.MNU,编辑的下拉菜单区是POP6,名称是BYSJ。

Part Control项主要用于完成设计之后分离各零件,单独把每个零件从装配图中拆出,或者把某个零件上的所有线条一起进行编辑。

Input Data项主要用于光学系统参数的输入并转化为数据文件以便于其它程序的取用。

Draw Lens Only项用于不需要设计整个镜头结构时单独绘制光学系统图。

漏毁Select Type项用于六种结构类型的选择。它调用了图标菜单ICON,将六种类型的结构简图用图像形式形象地显示出来,使用户很方便地选择所需要的结构类型

四、关键技术处理

1.镜筒壁厚和压圈宽度

镜筒壁厚与它的直径有关。螺纹退刀槽处的镜筒壁厚一般是整个结构中的最薄之处。因此程序中以退刀槽处为壁厚基准,各种直径范围的壁厚选择由条件语句完成。在台阶式结构中中间部分各处的壁厚都与退刀槽处的'壁厚相等,而在直筒式结构中中间部分的壁厚要比退刀槽处的壁厚大一些。同理压圈宽度、螺距和起子槽的大小也按直径范围的选择由条件语句完成。返猛备

2.镜筒两端轴向尺寸

为保护前镜片,镜筒的前端表面应超出凸透镜前表面某一预置尺寸。而镜筒后端表面则要与压圈后表面相平齐或稍为超出压圈后表面。

3.镜筒台阶轴向尺寸

位于镜筒内孔台阶处的隔圈和压圈与台阶端面之间必须空出一些距离,以保证各零件尺寸有误差时隔圈和压圈都不得碰到台阶,这样才能起到应有的定位和压紧作用。本设计的镜筒台阶尺寸是根据透镜的边缘厚度来处理确定的。

4.从装配图拆出零件图

利用AntoCAD独特的图层处理技术,用户根据需要设定若干图层。将不同零件画在不同层上,运用图层的开启关闭、冻结解冻的作用,就可以方便地从装配图上分离出某个零件图。本程序特别制作了拾取实体来实现层控制的菜单命令。这些菜单是执行四个LISP程序(lid.1sp、ofo.1sp、lsel.1sp、isolate.1sp)。

五、结论

(1)对于任意一组常用光学镜头,在已知其光学系统外形尺寸的情况下,可以迅速地绘制出其固紧结构图,并能保证各光学零件定位的准确性。

(2)可以根据用户的需要提供多种结构式样以供选择,并且由装配图可以迅速分离出准确尺寸的零件图,提高了光学镜头的设计质量和设计效率。

(3)本软件比较容易进一步扩充与完善。例如可以更细致地考虑透镜工艺倒角对装配图的影响可以运用程序进一步完善零件图的尺寸标注等等。

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