برامج تصميم ومحاكاة الأنظمة الإلكترونية الضوئية

مع تطور أجهزة الكمبيوتر وتكنولوجيا البرمجيات وتطبيقها في تصميم الأنظمة الإلكترونية الضوئية، ظهرت العديد من أدوات وبرامج التصميم والمحاكاة التمثيلية. وتشمل هذه: ZEMAX، CODE V، OSLO، LENSVIEW، ASAP، TRACEPRO، LIGHTTOOL، TFCALC، OPTISYS_DESIGN، ASLD، Multisim، COMSOL Multiphysics وما إلى ذلك. فيما يلي مقدمة موجزة وتحليل لـ ZEMAX وCODE V، اللذين يستخدمان بشكل شائع لتصميم عدسات الأشعة تحت الحمراء.

1. زيماكس

ZEMAX، برنامج التصميم البصري، عبارة عن مجموعة من الآلات الحاسبة المتسلسلة وغير المتسلسلة. ويمكن استخدامه لتصميم المكونات البصرية، لنمذجة الانعكاسات والانكسارات والحيود، وللجمع بين تحليل التحسين والتسامح. يمكنه دمج مفاهيم التصميم والتحسين والتحليل والتفاوتات والإبلاغ عن الأنظمة البصرية الحقيقية في مجموعة شاملة من برامج محاكاة التصميم البصري.

الملامح الرئيسية لزيماكس:

· رسومات تحليلية متعددة الوظائف، واختيار المعلمات عبر نافذة الحوار، والتحليل والتعريف سهل الاستخدام؛

· يمكن حفظ رسومات التحليل كملفات رسوم بيانية، مثل x.bmp، *.jpg، وما إلى ذلك، ولكن أيضًا كملفات نصية *.txt؛

· إدخال معلمة وظيفة الجدارة عبر نوع عمود الجدول، ونوع نافذة حوار معلمة وظيفة الجدارة المحددة مسبقًا؛ ويوفر مجموعة متنوعة من أساليب التحسين؛

· إدخال معلمة التسامح عبر نوع عمود الجدول ومعلمة التسامح المحددة مسبقًا عبر نوع نافذة الحوار.

· مجموعة متنوعة من مخرجات التقارير الرسومية، ويمكن حفظ النتائج كملفات رسوم بيانية وملفات نصية.

2. الكود الخامس

يتم استخدام CODE V لتصميم وتحليل وتحسين وتوفير دعم التصنيع لتطوير الأنظمة البصرية ذات التطبيقات المتنوعة. فهو يوفر مجموعة أدوات قوية وسهلة الاستخدام للتقنيات والحسابات البصرية.

بالإضافة إلى الإمكانات الأساسية مثل نمذجة العدسات والرسوم البيانية الموضعية، يتمتع CODE V بمجموعة واسعة من الميزات الفنية والرسومية وسهلة الاستخدام. القائمة التالية من "الميزات الرئيسية" هي مجرد مجموعة فرعية صغيرة من الإمكانات المتاحة.

· التحسين (بما في ذلك التوليف العالمي)

· سهولة الاستخدام (واجهة المستخدم الرسومية والأوامر)

· مكتبات مدمجة واسعة النطاق لنماذج الأنظمة البصرية (براءات الاختراع، وما إلى ذلك)، والمكونات، والزجاج البصري

· رسومات واسعة النطاق (صور، مخططات بيانات، شاشات مظللة)، بما في ذلك تصورات ثلاثية الأبعاد ومحاكاة الصور القائمة على الحيود

· ميزات قاعدة البيانات/النمذجة

· التسامح (بما في ذلك التسامح التفاضلي السريع والدقيق للغاية لواجهة الموجة)

· واجهة Interferogram (تدعم محاذاة الحلقة المغلقة بمساعدة الكمبيوتر)

· النمذجة السطحية غير المتسلسلة للأنظمة غير العادية

· لغة أوامر قوية (مع برمجة Macro-PLUS)

· محاكاة سريعة للصور ثنائية الأبعاد باستخدام ملف الصورة النقطية (بما في ذلك الحيود)

· تحليل انتشار الشعاع الأكثر دقة وفعالية

· يعد CODE V "صندوق الأدوات" الأكثر شمولاً للنمذجة والتصميم والتحليل البصري المتاح اليوم.

CODE V هو برنامج التصميم والتحليل البصري الأكثر شمولاً في العالم. لقد قادت الطريق بسلسلة طويلة من الابتكارات. وتشمل هذه:

· التكبير / التحسين والتحليل المتعدد التكوين

· التحليل البيئي والحراري

· التسامح التفاضلي السريع لواجهة الموجة لخطأ واجهة الموجة MTF وRMS وكفاءة اقتران الألياف والخسارة المعتمدة على الاستقطاب ومقاييس أداء معامل واجهة الموجة Zernike

· القيود التي يحددها المستخدم في التحسين

· واجهة قياس التداخل والمحاذاة البصرية

· النمذجة السطحية غير المتسلسلة

· حسابات حيود المتجهات بما في ذلك الاستقطاب

· Global Synthesis®، أول طريقة عالمية عملية لتحسين التصميم البصري

· و أكثر من ذلك بكثير

يتضمن CODE V أيضًا لغة برمجة Macro-PLUS قوية، وواجهة مستخدم رسومية مرنة وسهلة الاستخدام (GUI)، وميزات لتحليل الإضاءة في الأنظمة البصرية. كما هو الحال مع جميع ميزات CODE V، توفر هذه الإمكانات عمقًا وعمومية وإمكانية تطبيق رائعة على مشكلات العالم الحقيقي.