1 前言 dSq3V#Q  
gK+/wTQ%  
Zemax Star模塊自2021年推出以來(lái)，受到廣大客戶的好評(píng)，得到越來(lái)越多的應(yīng)用。光機(jī)熱耦合分析涉及到大量的精細(xì)網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)據(jù)，因此無(wú)論是在Mechanical中的FEA分析還是在Zemax中的光線追跡，運(yùn)行速度都是大家關(guān)心的問(wèn)題。Ansys Zemax團(tuán)隊(duì)也在提升分析效率的問(wèn)題上做了非常多的努力。在Zemax Opticstudio 2023 R1版本中，加載了FEA 形變數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)的情況下，實(shí)測(cè)光線追跡速度較之前版本提升大約1倍。另外在近期發(fā)布的版本中，又增加了Star模塊對(duì)稱工具，對(duì)于分析具有對(duì)稱特征的形變或溫度分布，F(xiàn)EA分析速度可以提升數(shù)倍，從而加速了整個(gè)STOP（結(jié)構(gòu)、熱、光學(xué)表現(xiàn)）分析過(guò)程。 %9Y3jB",2  
'3eL^Aq  
2 對(duì)稱結(jié)構(gòu)的FEA分析 4y|%Oj  
9:1[4o)~  
劃分了精細(xì)網(wǎng)格的完整結(jié)構(gòu)的FEA分析通常需要大量的時(shí)間來(lái)運(yùn)行，為了壓縮這個(gè)時(shí)間，F(xiàn)EA工程師想到的有效的方式是利用對(duì)稱性，只分析一半、四分之一或八分之一的結(jié)構(gòu)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，分析時(shí)間大概會(huì)壓縮n2倍，比如采用四分之一結(jié)構(gòu)，分析速度可以提升16倍。 +204.Yj?D  
qG?svt  
為了加載這種局部數(shù)據(jù)到Zemax Opticstudio中，需要用到Opticstudio Star模塊的對(duì)稱工具，通過(guò)采用鏡像或者旋轉(zhuǎn)的方式將鏡片形變/溫度數(shù)據(jù)補(bǔ)全。 _DAj$$ Ru4  
9W+RUh^W  
這種方式適用于具有對(duì)稱特征的形變或溫度分布情況，用于前期快速分析判斷光學(xué)系統(tǒng)大致的變化趨勢(shì)。 Vb$
4'K'  
KVA~|j B  
3 FEA數(shù)據(jù)查看器 5ON\Ve_H  
22_%u=p-|  
在拿到FEA數(shù)據(jù)后，我們首先用Star模塊的FEA查看器進(jìn)行粗略的查看形變或溫度的分布形態(tài)。在這個(gè)界面中，可以看到網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)量，網(wǎng)格點(diǎn)分別在X、Y、Z方向的坐標(biāo)最大、最小、中間值，以及形變量分別在X、Y、Z方向的最大、最小、中間值，并在圖形中以顏色表示形變大小。 h.WvPZ2U  
71(C@/J  
u/S{^2`b  
4 使用對(duì)稱工具 zEN3Nn.8  
+q-/~G'  
通過(guò)點(diǎn)擊Star模塊中的“對(duì)稱工具”>“打開(kāi)FEA文件”，然后勾選“鏡像”或“旋轉(zhuǎn)”中的對(duì)稱軸/面選項(xiàng)，就可以將部分FEA數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成完整的FEA數(shù)據(jù)并保存。 JK_(!  
/lqVMlz\77  
1p }:K`#{  
5 鏡像對(duì)稱 zc#$hIi  
IwJ4K+  
通過(guò)選擇對(duì)稱面，可以預(yù)覽并保存求完鏡像后的完整數(shù)據(jù)，如下圖所示。 #cdrobJ  
~]LkQQ'  
N`1W"Rx!  
6 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱 8{ooLdpX7  
K|^'`FpPO  
也可以將一個(gè)二維的數(shù)據(jù)通過(guò)沿對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成完整的三維數(shù)據(jù)。 NPY\ >pf  
io
^L
[  
wM aqR"%  
對(duì)于溫度數(shù)據(jù)也可以實(shí)現(xiàn)同樣的操作。 ~P;KO40K  
_&xi})E^O]  
Vq>$ZlvS  
7 全部數(shù)據(jù)的一鍵轉(zhuǎn)換 r>Rm=eKJ  
:y%CP8  
通過(guò)選擇所有面型并預(yù)覽所有，可以一鍵完成所有數(shù)據(jù)的鏡像或旋轉(zhuǎn)并保存數(shù)據(jù)，操作更加快捷。  tQSJ"Q  
B;=-h(E}vJ  
D_2~ 6  
8 總結(jié) wu53e= /  
Oiz@tEp=_  
以上介紹了Star模塊對(duì)稱工具的多種應(yīng)用方式，不僅實(shí)用而且界面優(yōu)好，可以大大加速對(duì)于具有對(duì)稱特征結(jié)構(gòu)形變與溫度分布系統(tǒng)的光機(jī)熱耦合分析迭代過(guò)程，對(duì)于快速預(yù)測(cè)系統(tǒng)變化趨勢(shì)并優(yōu)化設(shè)計(jì)有很大的幫助。后續(xù)可將轉(zhuǎn)換并保存好的完整FEA數(shù)據(jù)加載到Star模塊按照常規(guī)的分析步驟進(jìn)行，詳見(jiàn)本公眾號(hào)前期文章。