SolidWorks光学分析插件：LensMechanix

寂静回声

LensMechanix是得SolidWorks黄金认证的插件。它可以让光机工程师直接在SolidWorks中分析机械结构对光学设计的影响。该插件主要用于光学仿真与分析，与机械设计软件的结合减少了光学设计文件与光机封装文件之间转化所带来的不便。 LensMechanix会将所有的镜片、光源以及探测器文件读取为原生SolidWorks元件，并保留材料、膜层、尺寸等相关数据。使用者可以从的表面特性资料库中选择合适的材料，或者自定义表面特性。比起通过光束猜测设计的可行性，现在机械工程师可以更加完备的分析整体的光机设计，他们可以直接在SolidWorks中进行光线追迹，进而分析机械结构带来的影响。

通过一系列的分析工具，机械工程师可以及早发现并修正机械结构引起的问题，减少迭代设计次数，同时节省寻找问题所耗费的时间。
●发现问题 - 能够通过非序列光线追迹模拟光线与物理结构之间的交互。物理结构以及表面特性所造成的影响都可以被计算考虑进去。能够直接生成通过或者失败的结果，快速确认设计问题。
●找出原因 - 一针见血帮你找出影响光学性能的机械结构问题，降低迭代设计的成本。
●修正设计 - 通过实时反馈，你可以直观的看出改变机械设计所造成的影响，并且量化杂散光对成像质量的影响。
●确认zui终方案 - 快速确认zui终设计是否满足所有光学性能方面的要求，并可直接将完整的光机设计保存为OpticStudio文件，方便光学工程师做zui终的检查以及验证。

试用版申请
https://customers.zemax.com/lmx/ ... l-support/downloads

创建包含光学以及机械元件的 ZAR 文件。
在 LensMechanix 中读取 OpticStudio 文件
1.打开 SOLIDWORKS（2016以上版本），点击工具栏 File > New > Assembly。
2.确保 Command Manager 下有 LensMechanix 选项卡。

注意：如果没有显示 LensMechanix 选项卡，点击 Tools > Add-Ins 并勾选 LensMechanix。
3.在 LensMechanix 选项下，点击 Input OpticStudio File 并选择 Load OpticStudio File。


4.点击 Browse，然后点击 Documents > Zemax > Samples > LensMechanix > Single Gauss 25mm Sample > 25mm Single Gauss SEQ.zmx。

5.点击 OK 并在文件加载完毕后关闭对话框。
注意：如果你没有勾选 As read-only（只读），则可以在 Solidworks 中修改光学设计。


分析你的光机系统
1.在 LensMechanix 选项下，点击 Create Prototype > Create Prototype Wizard。

2.为本次分析命名，输入 Ray Trace 并点击 Next。

3.在 Analysis Settings 页面， 将Overfill clear aperture 设置为 10%，选择Image quality + scattering，并点击Next。
4.在 Ambient Conditions 页面，设定 25°C 以及 1 ATM并点击 Next。
5.在Wavelength页面， 点击 Next。
6.在 Surface Properties 页面，点击 Next。
7.在 Precision Settings 页面，将滑块放置在位置 2 并点击 Next。
注意：Medium 栅格设置对应100,000 条光线，而散射分布取样为 5 度。
8.在 Allowable Delta 页面，添加以下数值：
Spot size: 1.5 mm
Beam clipping: 1%
Image contamination: 0.8%
9.点击 Next。
10.确保所有元件展示在Computational Domain的Included Components 区域。
注意：如有任何元件位于 Ignored Components 区域，右键单击该机械元件，点击 Add to Computational Domain，然后点击绿色打勾符号。


11.给元件定义散射分布，在 Input Tree > Mechanical Components 中，右键单击我们创建的机械元件，然后选择 Edit Surface Properties。

12.在 Mechanical Component Editor的 Scatter Profile 下拉菜单中，选择 Grey Anodized，点击 Apply to Component，然后点击绿色打勾符号。
13.右键单击机械元件，并选择 Change Transparency。
14.在 Command Manager 中，点击 Add Inputs 并选择 Surface Power Input。


15.选择最外面距离颜色探测器最远的透镜。
16.在 Display 下，勾选 Flux，选择蓝至红色条，将 Resolution 选为 high，然后点击绿色打勾符号。

验证完整光机系统的性能

1.在 Command Manager 中，点击 Run Ray Trace。
2.在 Run Ray Trace PMP 中，选择 Baseline ray trace 以及 Full ray trace，之后点击 Run。
注意: Baseline ray trace 仅考虑Computational Domain 中的光学元件，Full ray trace 会同时考虑 Computational Domain 中的光学以及机械元件。
3.当光线追迹完成时，点击绿色打勾符号。

4.在 Command Manager 中，点击 Display OPS。
Beam clipping 以及 Image contamination 选项卡的状态标识显示为红色。
5.选择 Image Contamination 选项卡。
Image contamination 下的 LensMechanix Output 单元变为红色，这表明目前性能与最初设计的光学性能相比的偏离值，大于设定的可接受范围。
6.为了更清晰的观察光线如何穿过系统，点击 Display Contaminating Rays。
7.在绘图区点击 Section View。
8.在 Plane 1 区域中，选择 Right Plane 并点击绿色打勾符号。
9.在 Optics Manager 的 Output Tree 下，右键点击由于光学追迹自动生成的光线组。
注意：导致像面污染的光线按照任意路线传播，并打到探测器上。