常用光學(xué)軟件介紹new

1、常用光學(xué)軟件介紹FRED FRED是一款美國的著名光學(xué)設(shè)計分析軟件，目前由 訊技光電科技（上海）有限公司 代理。FRED光機(jī)模擬設(shè)計軟件 ，該軟件是美國Photon Engineering所出產(chǎn)，由原開發(fā)ASAP的主要核心工程師所設(shè)計研發(fā)，并導(dǎo)進(jìn)TracePro的窗口人機(jī)接口，與其它同類產(chǎn)品相比，性能更高、模塊類型豐富，性價比更具優(yōu)勢，只要租用價即可買斷該軟件，不用年年支付租賃費，而且一次即可擁有以下所有功能。FRED運用的領(lǐng)域范圍非常廣泛，只要系統(tǒng)可以用幾何光學(xué)來描述，都可以用它來做分析，常見的應(yīng)用領(lǐng)域為：照明系統(tǒng)、導(dǎo)光管、投影系統(tǒng)、激光、干涉、雜散光、鬼影分析、生物醫(yī)學(xué)、其它光學(xué)系統(tǒng)原型之

2、系統(tǒng)設(shè)計等等，無論是簡易或是復(fù)雜的成像與非成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，F(xiàn)RED都可以準(zhǔn)確的建構(gòu)及分析。FRED是一套由Photon Engineering所研發(fā)出來的光學(xué)模擬軟件（光學(xué)系統(tǒng)分析、設(shè)計、研究），也是您在光學(xué)領(lǐng)域上最佳的伙伴（FRED），而它的顯示窗口是實體顯示工作平臺，您可以直接在windows窗口中看到您所分析、設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)如下圖所示。FRED的人性化工作平臺可以讓使用者在虛擬的光學(xué)實驗上，可以馬上找出光學(xué)系統(tǒng)上的問題。FRED是一套由Photon Engineering所研發(fā)出來的光學(xué)模擬軟件（光學(xué)系統(tǒng)分析、設(shè)計、研究），也是您在光學(xué)領(lǐng)域上最佳的伙伴（FRED），而它的顯示窗口是實體顯示

3、工作平臺，您可以直接在windows窗口中看到您所分析、設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)如下圖所示。FRED的人性化工作平臺可以讓使用者在虛擬的光學(xué)實驗上，可以馬上找出光學(xué)系統(tǒng)上的問題。所以，無論您是在CAD（IGES）軟件或FRED中建立模型，都可以實時的在FRED顯示窗口中秀出您所設(shè)計的光學(xué)機(jī)構(gòu)模塊。FRED的人性化接口可以讓您在光學(xué)系統(tǒng)上隨時隨地加上對象、擋板、鍍膜效果、透鏡等等，來建構(gòu)您所需要之光學(xué)系統(tǒng)。FRED的系統(tǒng)分類結(jié)構(gòu)可使您很容易的變換任一個系統(tǒng)的坐標(biāo)。所以，當(dāng)您想在設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)上作任意修正時，都可以隨時隨地的加以修正，其結(jié)果并會馬上呈現(xiàn)于顯示窗口中。FRED更可以針對您的光源設(shè)為Cohere

4、nt、Incoherent、多波長、任意的發(fā)光角、任意的方向。在FRED之中沒有任何的限制，您可以任意的設(shè)計出您所需的面、曲面、非球面、材質(zhì)、鍍膜、光源、光線數(shù)等等之設(shè)定。而且在FRED窗口下，您可以對任一面、線、對象、系統(tǒng)執(zhí)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換或移動之效果。TraceProTracePro是一套普遍用于照明系統(tǒng)、光學(xué)分析、輻射度分析及光度分析的光線模擬軟體。它是第一套以ACIS solid modeling kernel為基本的光學(xué)軟體。第一套結(jié)合真實固體模型、強大光學(xué)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

5、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(dǎo)光管、背光模組、薄膜光學(xué)、光機(jī)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(yuǎn)鏡、照相機(jī)系統(tǒng)、紅外線成像系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、光譜儀、導(dǎo)光管、積光球、投影系統(tǒng)、背光板。TracePro作為下一代偏離光線分析軟件，需要對光線進(jìn)行有效和準(zhǔn)確地分析。為了達(dá)到這些目標(biāo)，TracePro具備以下這些功能：處理復(fù)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3

6、D實體模型的數(shù)據(jù)庫；導(dǎo)入和導(dǎo)出主流CAD軟件和鏡頭設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)格式。在使用上 ，TracePro使用十分簡單，即使是新手也可以很快學(xué)會。TracePro使用上只要分5步：1、建立幾何模型；2、設(shè)置光學(xué)材質(zhì)；3、定義光源參數(shù)；4、進(jìn)行光線追跡；5、分析模擬結(jié)果。OSLO1OSLO 概述OSLO 是 Optics Software for Layout and Optimization 的縮寫。 OSLO 主要用于照相機(jī)、通訊系統(tǒng)、軍事/空間應(yīng)用、科學(xué)儀器中的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，特別當(dāng)需要確定光學(xué)系統(tǒng)中光學(xué)元件的最佳大小和外形時，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(xué)系統(tǒng)的性能，并且

7、能夠作為一種開發(fā)軟件去開發(fā)其他專用于光學(xué)設(shè)計、測試和制造的軟件工具。2OSLO 的設(shè)計能力幾乎任何一個涉及到光波傳播的光學(xué)系統(tǒng)都可以使用OSLO進(jìn)行設(shè)計，以下是一些典型的應(yīng)用示例：· 常規(guī)鏡頭Conventional Lenses· 縮放鏡頭Zoom Lenses· 高斯光束/激光腔Gaussian Beam/Laser Cavities· 光纖耦合光學(xué)Fiber Coupling Optics· 照明系統(tǒng)Illumination Systems· 非連續(xù)傳播系統(tǒng)Non-Sequential Propagation Systems&#

8、183; 偏振光學(xué)Polarization-Sensitive Optics· 高分辨率成像系統(tǒng)High-Resolution Imaging Systems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(xué)全息、透鏡矩陣、干涉測量儀等光學(xué)系統(tǒng)。OSLO不適于波導(dǎo)設(shè)計，也不適于眼鏡設(shè)計。3OSLO 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(jìn)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Lens and Material Databases&

9、#183; 具有特殊表面數(shù)據(jù)Special Surface Data· 縮放和多配置系統(tǒng)Zoom and Multiconfiguration Systems· 透鏡矩陣和非連續(xù)組件Arrays and Non-Sequential Groups· 特殊孔徑Special Apertures· 公差和元件數(shù)據(jù)Tolerance and Element Data· 偏振和光學(xué)薄膜Polarization and Thin Film Coatings· 光線追跡Ray tracing· 衍射和部分相干Diffraction an

10、d Partial Coherence· 優(yōu)化方法Optimization Methods· 誤差分析Tolerance Analysis· 激光、光纖和高斯光束Lasers, Fibers, and Gaussian Beams· 照明系統(tǒng)Illumination Analysis· 完美透鏡Perfect Lenses and Eikonals4OSLO 與其他軟件的比較盡管大多數(shù)光學(xué)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(xué)設(shè)計的“競爭”中已經(jīng)成為一個主流的光學(xué)設(shè)計軟件。雖然OSLO 的歷史可以追

11、溯到二十世紀(jì)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(jī)上能夠提供非常高的性能。5OSLO 的主要優(yōu)點(1).以設(shè)計者為導(dǎo)向的設(shè)計風(fēng)格。 OSLO 著重交互性的光學(xué)設(shè)計，在設(shè)計過程中，計算機(jī)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。 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(jìn)的光學(xué)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(jī)的光源建模與分析。OSLO 是第一個出現(xiàn)在桌面計算機(jī)上使用的嚴(yán)格的

12、光學(xué)設(shè)計軟件，并且與其他軟件相比更得到廣闊的發(fā)展。(2).靈活性強。 OSLO 能夠在世界范圍內(nèi)成為主導(dǎo)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(jìn)行定制，并且能夠?qū)⒊绦蚋木幊商厥獾男枰＿@是因為OSLO 使用先進(jìn)的軟件技術(shù)，將Windows 的功能帶進(jìn)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 Visual Basic 以及其他光學(xué)設(shè)計軟件的宏語言具有更好的靈活性。LighttoolsOptical Research Associates (ORA®)公司以研制國際領(lǐng)先的CODE V®

13、光學(xué)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(jī)技術(shù)的發(fā)展，隆重推出最新產(chǎn)品 光學(xué)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(jī)輔助設(shè)計問題。LightTools是一個全新的具有光學(xué)精度的交互式叁維實體建模軟件體系，提供最現(xiàn)代化的手段直接描述光學(xué)系統(tǒng)中的光源、透鏡、反射鏡、分束器、衍射光學(xué)元件、棱鏡、掃描轉(zhuǎn)鼓、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及光路。由于 LightTools把光學(xué)和機(jī)械元件集合在統(tǒng)一的體系下處理，并配有“放置”光源、發(fā)射光線的

14、非順序面光線追跡的強大功能，使它在系統(tǒng)初步設(shè)計、復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計規(guī)劃、光機(jī)一體設(shè)計、雜光分析、照明系統(tǒng)設(shè)計分析、單位各部門間學(xué)術(shù)交流和數(shù)據(jù)交換、課題論證或產(chǎn)品推廣等各環(huán)節(jié)中均可發(fā)揮重要的作用，成為人們理想的工具。現(xiàn)將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(jī)模型的方式和人機(jī)交互的手段。使用者可直接在系統(tǒng)的二維、叁維線框圖或叁維實體模型圖上進(jìn)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(fù)制和縮放。操作時既可用鼠標(biāo)以實時觀察修改造成的效果，也可用鍵盤以輸入準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。透鏡、反射鏡和棱鏡等光學(xué)元件及各種機(jī)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

15、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(jī)一體化設(shè)計光學(xué)和機(jī)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(xué)或機(jī)械部件的形狀雖然可能非常復(fù)雜，但均可以在軟件中得到精確的展現(xiàn)和描繪，并以光學(xué)精度進(jìn)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(jī)一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息復(fù)雜光路設(shè)置在光學(xué)設(shè)計中，LightTools可以和ORA公司研制的CODE V軟件配合使用。特別是在多光路或折迭光路系統(tǒng)、帶有棱鏡或復(fù)雜曲面的系統(tǒng)的光路設(shè)置和視覺建模型驗證中，LightTool

16、s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(xué)面和機(jī)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(xué)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(yù)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(yù)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

17、管、白熾燈、弧光燈、鹵素?zé)舻龋┑男螤詈桶l(fā)光特性，利用其照明模塊 (Illumination Module)可實現(xiàn)蒙特卡洛法(Monte Carlo)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、偽彩色圖或叁維分布圖。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(xué)系統(tǒng)沒有可靠的計算機(jī)輔助設(shè)計工具的歷史。S

18、PEOSSPEOS 是第一套致力于工業(yè)運用導(dǎo)向的光學(xué)機(jī)構(gòu)模擬軟件，由法國 OPTIS 公司提供給工業(yè)界的解決方案。它包含下列八種應(yīng)用界面：SPEOS / photometry pack S1 光度分析 (光強度及照明度)SPEOS / photo-realism pack S2 著色SPEOS / colorimetry pack S3 比色法 (真實色度分析)SPEOS / human vision pack S4 人類視覺SPEOS / visual ergonomy pack S5 視覺工程學(xué)SPEOS / display applications pack S6 液晶顯示器的進(jìn)階模擬S

19、PEOS / medical pack S7 醫(yī)療光學(xué)儀器設(shè)備模擬SPEOS / defense pack S8 光學(xué)武器防御系統(tǒng)模擬CODE VCODE V是美國著名的Optical Research Associates（ORA®）公司研制的具有國際領(lǐng)先水平的大型光學(xué)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CODE V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(xué)軟件，為各國政府及軍方研究部門、著名大學(xué)和各大光學(xué)公司廣泛采用。CODE V：是世界上應(yīng)用的最廣泛的光學(xué)設(shè)計和分析軟件，近三十多年來，Code V進(jìn)行了一系列的改

20、進(jìn)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(xué)校正、準(zhǔn)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(xué)設(shè)計方法。CODE V可以分析優(yōu)化各種非對稱非常規(guī)復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)。這類系統(tǒng)可帶有三維偏心和或傾斜的元件；各類特殊光學(xué)面如衍射光柵、全息或二元光學(xué)面、復(fù)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(dǎo)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多年來，

21、世界各地的用戶已成功地利用CODE V設(shè)計研制了大量照相鏡頭、顯微物鏡、光譜儀器、空間光學(xué)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)，CODE V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。ZEMAXZEMAX光學(xué)設(shè)計程序是一個完整的光學(xué)設(shè)計軟件，包括光學(xué)設(shè)計需要的所有功能，可以在實踐中對所有光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，優(yōu)化，分析，并具有容差能力，所有這些強大的功能都直觀的呈現(xiàn)于用戶界面中。ZEMAX功能強大，速度快，靈活方便，是一個很好的綜合性程序。 ZEMAX能夠模擬連續(xù)和非連續(xù)成像系統(tǒng)及非成像系統(tǒng)。ZEMAX有三種不同的版本：SE，XE和EE。AS

22、AP世界各地的光學(xué)工程師都公認(rèn)ASAP（Advanced Systems Analysis Program，高級系統(tǒng)分析程序）為光學(xué)系統(tǒng)定量分析的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。ASAP的分析功能包括照明分析、輻射度測量、偏振、光纖耦合效率、干涉測量、雜光分析（散射和鬼影分析）、成像質(zhì)量及薄膜鍍膜性能分析。ASAP 定義在光學(xué)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(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)設(shè)計軟件。ASAP提供給光學(xué)系統(tǒng)工程設(shè)計師 無與匹敵的設(shè)計能力、廣泛的應(yīng)用性、快速的光追蹤速度和準(zhǔn)確度。 ASAP精確地仿真在汽車車燈光學(xué)系統(tǒng)、生物光學(xué)系統(tǒng)、相干光學(xué)系統(tǒng)、屏幕展示系統(tǒng)、光學(xué)成像系統(tǒng)、光導(dǎo)管系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計上的真實世界實際表現(xiàn)預(yù)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(xué)設(shè)計軟件相比，是一個可以仿真更多光學(xué)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(xué)和物理光學(xué)的全方位3D 光學(xué)