武汉二元科技有限公司

光学工程软件系列—OAS 光学分析软件

OAS 光学分析软件是武汉⼆元科技有限公司研发的⼀款在 3D 空间通过序列/⾮序列光线追迹来模拟光学系统表现度的软件。
提供真实的设计功能、准确的分析功能和⾼性能的产品可视化功能。
强⼤的设计功能，帮助您快速、⾼效地创建和修改照明系统设计，从最初概念阶段到后续⼯程建造阶段的迭代和改进。

01 OAS 软件简介

使用 OAS 光学分析软件的优化功能可以快速的达到最佳设计解决方案。
OAS 光学分析软件是第⼀款国产⾃主研发的序列 / ⾮序列 /光学系统设计和分析软件，具有完整的系统整体设计与优化的功能。OAS 光学分析软件优化模块⼏乎应⽤于任何照明系统，OAS 光学分析软件的优化模块能够改善⼏乎所有类型的照明系统性能，并为设计师提供巨⼤的灵活性，在数百个系统参数中选择并指定变量，通过参数的⾃动改变以达到规定⽬标下亮度、照度或强度的输出分布。

应用领域

⼴泛应⽤在成像设计与分析，照明设计，杂散光分析，背光板设计，偏振光分析等领域。

OAS 功能列表

02 功能介绍

主要设计特色：

· 全光学精度的实体建模；
· 高精度的光线追迹，用户自己可以控制精确度和分辨率；
· 可以将任意一个几何模型指定为发光光源，无限灵活的创建自定义光源；
· 应用灵活的工具，可以帮助您快速构建一个完整的模型；
· 大量光源和材料库，包括 LED 和 BSDF 数据测量库；
· 强大的数据交换能力，支持与机械 CAD 数据进行交互；
· 高效光线追迹方式可以让光线瞬间穿过光学系统，让用户可以清楚地分析光线在系统中是如何传播的。

主要优化特色

1.与 OAS 光学分析软件的 3D 实体建模完全集成，确保了优化功能能够提供实用的，逼真的解决方案，从而得到最佳的系统性能，而这些操作在短时间内就能完成。
2.为了增强 OAS 光学分析软件优化能力，软件还提供了参数化控制功能，用于与优化结合在系统设计初级阶段达到最佳效果。此功能大大提高了参数管理效率，通过系统参数与参数之间的关联，使用参数化控制功能可以将其联系起来，一系列的参数变化可以通过一个参数的改变来控制所有参数。
3.参数灵敏度分析功能可以帮助用户选择出达到最佳优化时的最佳变量值。

定制特色

OAS 光学分析软件中提供了许多节省时间的解决方案，帮助您更专注于设计您自己的系统，从而减少设置任务。

库功能特色：

1.全⾯的玻璃材料和透镜库，含表面散射库；
2.适用于汽车，背光，数字投影仪，成像，LED，光导管，一般照明和杂散光的应用；
3.实例模型库展示了 OAS 光学分析软件的一些主要特色，包括 API 共享数据应用，创建光源模型，定义表面属性，接收器，几何体和材料；
4.实用工具可以帮助您创建、分析、或在更高层次上修改您的设计。

易用性

OAS 光学分析软件的交互式用户界面操作简单，易于学习，并包含许多功能帮助您在创建和修改照明系统时提供简单快捷的服务。

主要用户界面特色：

· 系统元件的放置，移动，旋转等操作简单； · 分组功能可以方便在同一时间修改多重组件的参数； · 组件的分层或系统分支功能可以灵活的在复杂系统中整理和编辑数据； · 多层设计视图； · 导航窗口可以易于分配系统元件和属性； · 可以快速简单的对元件进行定位操作； · Windows®标准化功能：点击，复制，粘贴，移动和改变窗口大小。

提供精确的照明分析结果：

OAS 光学分析软件能够精确的计算光度学和辐射度学领域所需要执⾏的照明分析。

照明分析特色：

1.角度和空间亮度分析；
2.真实世界模拟情况，包括表面特性，如：偏振，散射，反射，折射和薄膜。包括材料特性，如：色散，体吸收，体散射和滤光片等；
3.快速准确的蒙特卡罗光线追迹；
4.Sobol 采样是随机光线生成先进、准确的方法；
5.交互式图像输出；
6.自定义绘图方法；
7.多核运算的支持，加快了复杂系统的模拟时间和系统优化时间。

光谱分析

有了 OAS 光学分析软件, 您可以准确，快速预测照明系统的颜色性能情况。量身定制以满足不同的应用需求，这些稳健的设计和分析能力将帮助您实现任何颜色性能目标。

主要颜色定义特色：

1.全光谱光源和色度计算都基于真实颜色的CIE色坐标系；
2.光谱取决于材料，反射体和散射体；
3.光线颜色数据，取决于波长；
4.波长取决于材料体吸收，反射率和透射率；

主要颜色分析特色：

1.颜色网格和点；
2.智能化的平滑输出，它采用独特的算法来减少噪声，并提供快速，准确的结果。

杂散光分析能力

OAS 具备在仪器加工之前就通过虚拟的模型分析模拟所有这些杂散光现象的能力，并可以提供给光学工程师必需的工具来分析以及修正杂散光问题。
用户能够在 OAS 里建模复杂的光机系统，这些系统的零件都具有用双向散射分布函数 (BSDF) 所描述的精确地反射和散射光学特性。OAS 采用精妙的模拟技术，如”重点采样“方法，来有效地建模随机散射问题。
OAS 让用户可以从数值和图表两方面去评估光学系统的散射路径并发现和修正杂散光问题。
拥有一套功能强大，快速和精准的仿真工具只是成功的杂散光分析的一部分。除了 OAS 精湛的杂散光分析能力外，二元公司提供极具针对性的杂散光课程、鬼像分析课程和波动光学课程来让用户掌握杂散光分析科学。二元的课程确保学员能够有效地分析和解决他遇到的困难的杂散光问题。 · 提供 BSDF 拟合工具，进行散射模型建模；
· OAS 提供 Lambertian、Harvey、polynomial 等多种散射模型，可以对不同的光学表面特性进行精确模拟；
· 对光谱仪、激光系统、日冕观测仪和其他各种光学仪器进行杂散光分析；
· 提供相干光源，相干光被经常用来分析杂散光。OAS 可以模拟相干光源，对其的传播和最终分布进行精确地光场幅度和相位分布计算，精确处理衍射等现象；
· 对成像系统、二极管激光器、干涉仪、光栅系统、光学标准具等进行分析；
· 依照杂散光分析流程，帮助光学工程师寻找杂散光的来源；
· 进行基本的辐射学和辐射物理量计算;
· 合理使用光阑和光瞳来进行杂散光分析；
· 加入基本的隔板和挡光板来进行杂散光分析;
· 利用光线路径分析功能，可以对光线路径进行分类，筛选定位出杂散光的位置；
· 进行鬼像和杂散光计算，从鬼像中减少杂散光;
· 评估杂散光分析的准确度;
· 计算来自物件边缘的杂散光;
· 分析来自各向异性表面的散射光；
· 计算红外系统的杂散光；
· 计算鬼像辐射照度;
· 计算来自于被污染的镜面或透镜的散射光。

光栅模块

可设计各种光栅结构，包括方波全息光栅，闪耀光栅，正弦、梯形、三角形、三点折线式及其它许多结构光栅等，包含衍射光栅、结构、衍射光学元件、光伏系统和光谱光栅。光栅的特征尺寸可以从纳米到毫米量级，同时可以计算衍射效率、近场、偏振、反射、透射以及内部场。全息光栅、布拉格光栅、表面光栅、光子晶体。衍射光束分束器、偏光器、抗反射各种定制特性可以使用户分析和优化用户自定义结构的光栅。这些包括导入测量的高度轮廓以及使用公式描述一个高度轮廓的可编程高度轮廓或者折射率分布介质。

主要功能：

· 拥有全局和局部优化算法；
· 2D 和 3D RCWA (严格耦合波分析）算法；
· 并行计算能力；
· 严格设计 1D 和 2D 亚波长光栅；
· 严格设计广角 1D 和 2D 光束分束器和点阵器件;
· 薄膜分析，衍射级次及相位角分析，圆锥衬边及任意偏振；
· 任意光栅参数分析，包括光栅厚度，材料，电介质，材科和金属材料折射率 (可通过实部和虚部来定义)；
· 仿真计算精度高，材料齐全;
· 严格分析任意自定义的 1D 光栅;
· 光栅设计;
· 快速和有效的多线程优化算法，遗传算法设计优化；
· 光源可以偏振和非偏振光源；
· 可以优化光栅材料参数和光栅结构参数；
· 任意复杂光栅如多材料，膜层，内部结构等;
· 任意偏振状态分析，各级指数任意变换，任意光栅级次分析，可编辑材料数据库，基于遗传算法优化，可输入任意代数约束表达式，任意数量控制参数，多重衍射效率目标，全差分优化选项控制。

波动光学仿真模块

可以模拟相干光束通过一个光学系统，波动光学仿真模块的许多通用特性使您能够分析和研究不同的光学系统。
通过对系统的任何部分进行一系列调整，波动光学仿真模块使您能够精确地进行光学设计，并允许您在光束的不同模截面上检查产生的光学图案。使用波动光学仿真模块，可以：
· 完全精准地分析光学系统;
· 完全追迹偏振光线，在整个系统的各个阶段检查光束的振幅、相位和偏振状态;
· 光学系统从源到探测器,包括:高斯光束、透镜、镜反射镜、偏振器件、衍射光栅、棱镜、孔径、相位/振幅掩模、多层薄膜、探测器，以及更多可以模拟如：双轴双折射晶体、全息原理、倏逝波等等。

软件许可包括：

· 每年一次或多次的范围广泛的程序更新，加入新的主要特色，·再加上定期发布的小的改进和客户要求进行的更新；
· 初级和高级培训课程，每年都举办多次为期3天的 OAS 光学分析软件光学设计高级培训班，也可以按照您的要求上门培训；
· 定制培训；
· 完整的文档和在线帮助，针对从初学者到高级用户不同受众的需求。