CODE V 的应用与设计

无论是从极紫外到远红外的工作范围,还是从消费产品到基建设施,CODE V都能够满足各种光学成像应用的需求。CODE V采用先进的算法、友好的用户界面和智能默认设置,可以帮助开发者缩短产品上市时间,并更大限度提升光学解决方案的质量。下面列举了一些应用和相关的CODE V功能:

•     注塑成型镜片―环境分析和材料公差

•    光栅光谱仪―基于波长的多重结构功能

•    数码相机镜头―公差和制造分析功能

•    高数值孔径光刻光学器件―偏振光线追迹

•    侦察镜头―玻璃优化与局部色散控制

•    望远镜和其他目视系统―真实无焦建模

•    星载系统―环境分析

•    激光扫描系统―衍射光束传播分析

•    红外和紫外系统―特殊材料特征分析

•    电信系统―光纤耦合效率计算

•    拼接孔径系统―非序列光线追迹功能

 

       CODE V的Global Synthesis®是超高效率的全局优化算法,可为含有大量变量和约束条件的系统(包括变焦镜头)寻找多个独特的结构形式。该算法采用定向搜索方式,而不是随机的试错方法,在评价函数空间中搜寻新的谷值。与遗传算法或模拟退火等其他方法相比,Global Synthesis能够更快、更轻松地解决实际应用中的光学设计问题。

 

   

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图1:CODE V是集成电路制造行业的首选主导软件,能够满足其严格的优化、分析和公差要求。

 

图2:CODE V的优化功能可以提供出色的变焦镜头设计。Global Synthesis可以高效地处理变焦镜头的设计难题,而强大的玻璃优化功能则可以出色地完成色差校正工作。CODE V包含专业的变焦镜头分析功能,可帮助打造出色的镜头,而不只是辅助完成设计。

 

 

 

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图3:在CODE V中,可以轻松设置倾斜和偏心反射系统。另外,借助用户定义的优化约束可以非常方便地控制离轴反射系统中的光束和元件间隙。在搭载双核Intel® 2.67 GHz处理器的PC上,CODE V通过单次优化运行,只需几秒钟即可完成系统优化。图示即为优化前后差异。

 

图4:国际光学设计大会“罐头相机”(Camera in a Can)镜头设计竞赛的获奖作品使用Global Synthesis进行了优化。新思科技光学工程师在每个适用的设计项目中使用Global Synthesis。

 

 

 

在选择光学设计软件时,优化能力是不容忽视的考虑因素。CODE V的专有优化算法屡获殊荣,是广受认可的业界翘楚。具体功能包括:

•     弥散斑均方根、波前方差、调制传递函数(MTF)、光纤耦合效率和完全由用户定义的误差函数

•     降低公差敏感度(SAB)控制功能,可以直接优化竣工的RMS波前误差,从而降低光学系统对制造公差的敏感度,提高竣工性能并更大限度地降低生产成本

•     出色、高效的全局优化算法

•     阶梯优化(STP)算法,与传统的阻尼最小二乘优化算法相比,该算法可以加快优化收敛速度,更有效地探索复杂的求解空间,从而找到误差函数更小的光学系统方案

•    智能优化默认设置和一般约束

•    有效的精确约束处理

•    支持加权和惩罚函数约束处理

•    用户自定义约束简单易用

 

和许多光学设计软件一样,CODE V的局部优化(通过优化寻找误差函数的局部最小值)也基于阻尼最小二乘法。不过,由于具备多个专有的增强功能,CODE V的优化算法非常高效。CODE V通过使用拉格朗日乘子实现了高精度的约束处理,从误差函数中消除了约束限制,从而使误差函数优化过程不会为了满足权重较大的约束而停滞。开发者可以开发出符合可用空间且具有正确规格的最佳解决方案。

CODE V的智能优化默认设置适合大多数系统,但开发者也可以根据需要自行设定。CODE V的弥散斑均方根、波前方差和MTF误差函数涵盖大多数应用场景,但开发者也可以自行定义评价函数。 CODE V还提供智能默认设置,让开发者可以根据自身需求自由增加或减少控制,从而始终得到高质量设计。这种高效性将开发者从耗时费力的误差函数调整工作中解放出来,从而将更多的精力投入到更有价值的工程实践中。

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