Sigmadyne SigFit是一款光機(jī)熱耦合分析工具，可以幫助用戶進(jìn)行光機(jī)熱耦合的分析，為用戶提供多種分析方法，對(duì)光機(jī)熱耦合進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算動(dòng)態(tài)誤差、視線誤差等等內(nèi)容，來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分析計(jì)算，軟件可以用于空間相機(jī)、紅外光學(xué)鏡頭等等領(lǐng)域，為用戶提供幫助。

軟件介紹

Sigmadyne SigFit 2020是一款專門(mén)從事光學(xué)機(jī)械分析和光學(xué)機(jī)械有限元分析的軟件。軟件允許光學(xué)機(jī)械工程師將機(jī)械分析與光學(xué)分析相結(jié)合。這樣，在使用用戶已經(jīng)熟悉的有限元和光學(xué)分析軟件的同時(shí)，還可以計(jì)算包括機(jī)械干涉影響的光學(xué)性能預(yù)測(cè)。它還具有許多其他功能，包括自適應(yīng)控制仿真、用蒙特卡羅方法進(jìn)行變化分析、計(jì)算動(dòng)態(tài)響應(yīng)波前誤差(與光學(xué)分析軟件連接)和視線誤差。這款軟件廣泛應(yīng)用于光存儲(chǔ)、激光打印、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、激光通信和燈具設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器應(yīng)力雙折射效應(yīng)、動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析、設(shè)計(jì)優(yōu)化、布局優(yōu)化、光程差分析等主動(dòng)控制。

軟件功能

1、基本功能

將熱分析與機(jī)械分析的溫度、應(yīng)力和變形量等通過(guò)澤尼克多項(xiàng)式擬合或點(diǎn)陣圖插值，為光學(xué)分析軟件提供光學(xué)表面的變形信息和溫度和應(yīng)力引起的折射率變化信息，從而實(shí)現(xiàn)熱、機(jī)械及光學(xué)的耦合分析。

多項(xiàng)式擬合：將多種輸入格式的數(shù)據(jù)擬合為多項(xiàng)式。多項(xiàng)式類(lèi)型包括標(biāo)準(zhǔn)和邊緣Zernike 多項(xiàng)式、非球面多項(xiàng)式、X-Y多項(xiàng)式等九種格式。擬合結(jié)果包括多項(xiàng)式系數(shù)、光學(xué)工具輸入宏文件、擬合RMS 和PV 值等

表面變形插值：將光學(xué)測(cè)試的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或有限元仿真的網(wǎng)格數(shù)據(jù)插值為一個(gè)數(shù)組或者另一種網(wǎng)格結(jié)果，以用于仿真預(yù)測(cè)結(jié)果與光學(xué)測(cè)試結(jié)果的對(duì)比或描述Zernike 多項(xiàng)式無(wú)法準(zhǔn)確描述的光學(xué)表面變形

2、高級(jí)應(yīng)用

主動(dòng)控制：分析光學(xué)面形RMS值隨激勵(lì)源數(shù)目的變化關(guān)系，分析如何布置激勵(lì)源使光學(xué)表面RMS 更小，為施加激勵(lì)源的位置和大小提供參考

動(dòng)態(tài)響應(yīng)：基于固有頻率結(jié)果、激勵(lì)載荷和阻尼等，計(jì)算面形由于諧波振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)和瞬態(tài)載荷引起的剛體位移、曲率變化和RMS 誤差、傳遞函數(shù)變化以及各階模態(tài)對(duì)RMS 的影響等

設(shè)計(jì)優(yōu)化（僅MSC Nastran）：將光學(xué)表面的Zernike系數(shù)、面型RMS 值、PV 值等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)镹astran 格式的方程，利用Nastran 的優(yōu)化求解器對(duì)光學(xué)表面的面型、支撐結(jié)構(gòu)、材料參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化。

光程差分析：根據(jù)有限元分析的鏡面應(yīng)力和溫度結(jié)果、流體軟件計(jì)算的鏡面附近流體的密度以及這些參數(shù)對(duì)折射率的影響關(guān)系，計(jì)算為平均光程差、雙折射等光學(xué)特性

新功能

一、通過(guò)光學(xué)分析預(yù)測(cè)波前誤差線性光學(xué)模型的改進(jìn)

1、支持與代碼V一起使用

當(dāng)前的功能允許用戶通過(guò)鏈接到光學(xué)分析模型或先前生成的線性光學(xué)模型文件來(lái)計(jì)算波前誤差，現(xiàn)已擴(kuò)展為包括與Code V版本10.6或更高版本一起使用。均支持通過(guò)法向或軸向下垂變形方向表征表面誤差。表面類(lèi)型目前僅限于沒(méi)有非球面項(xiàng)的圓錐表面。支持鏈接到.len或.seq文件。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)SigFit參考手冊(cè)的5.20.3節(jié)或教程示例3。

2、對(duì)字段和波長(zhǎng)的支持

當(dāng)前允許用戶通過(guò)鏈接到光學(xué)分析模型或先前生成的線性光學(xué)模型文件來(lái)計(jì)算波前誤差的功能現(xiàn)在支持多個(gè)場(chǎng)和波長(zhǎng)。場(chǎng)和波長(zhǎng)編號(hào)中指定，如下所示。線性光學(xué)模型將使用到場(chǎng)和波長(zhǎng)的每種組合的光學(xué)分析鏈接生成，并將用于生成每種模型的波前預(yù)測(cè)。

3、支持學(xué)生的小孔和障礙物

通過(guò)將網(wǎng)格，孔徑和障礙物特征與表面允許的特征相結(jié)合，增加了在光瞳空間中施加孔徑和障礙物的支持。用戶指定要應(yīng)用于計(jì)算波前的瞳孔的網(wǎng)格。通過(guò)評(píng)估波前的多項(xiàng)式表示來(lái)填充此網(wǎng)格?？梢远x以標(biāo)準(zhǔn)化瞳孔坐標(biāo)表示的光圈或障礙物。

4、支持樣本量

現(xiàn)在可以指定射線采樣密度。默認(rèn)值為128x128。

5、添加了將波前誤差結(jié)果寫(xiě)入CSV文件的輸出選項(xiàng)

波前分析的結(jié)果已經(jīng)寫(xiě)入.fit文件。多項(xiàng)式擬合和主動(dòng)控制分析的結(jié)果也可以寫(xiě)入到CSV文件中，并在輸出模塊的“系統(tǒng)級(jí)結(jié)果文件”部分中進(jìn)行選擇。

二、支持Code V擴(kuò)展的Zernike邊緣，包括偏移光圈

在Code V版本11.3中，引入了一種新的表面類(lèi)型，稱為擴(kuò)展邊緣Zernike。除此處未討論的其他功能外，該表面還允許基本圓錐曲線與Zernike多項(xiàng)式處方之間有偏移?，F(xiàn)在，這使用戶可以在分析中使用軸向下垂變形，將結(jié)果發(fā)送到具有偏移孔徑的Code V曲面。有關(guān)在中支持此表面的更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)教程示例2。請(qǐng)參閱Code V文檔以獲取有關(guān)SPS ZFE表面及其其他功能的更多信息。

由于缺乏重要術(shù)語(yǔ)，通常不建議使用常規(guī)Fringe Zernike集來(lái)表示表面誤差，但此Code V Extended Fringe Zernike表面中包含的術(shù)語(yǔ)通常對(duì)于表示大多數(shù)變形非常有用，因?yàn)楸砻媾浞桨硇危╟os（6θ）和sin（6θ））項(xiàng)。另外，使用殘差插值可以增加缺少期望的表面誤差的任何多項(xiàng)式擬合。

三、用戶定義的標(biāo)頭

可以通過(guò)VSigFit的“解決方案”模塊中的簡(jiǎn)單文本編輯器來(lái)指定用戶定義的標(biāo)頭。用戶只能使用50行，每行80列。如果使用了80列以上，則編輯器將自動(dòng)換行。標(biāo)題文本將被打印在寫(xiě)入的幾乎每個(gè)輸出文件上（在該文件的格式規(guī)范允許的情況下），并使用宏文件所需的注釋字符。

四、增加了GRD INT格式的精度增強(qiáng)內(nèi)插文件

寫(xiě)入GRD INT文件的精度受文件格式的有符號(hào)2字節(jié)整數(shù)的精度限制。這導(dǎo)致大約四個(gè)十進(jìn)制有效數(shù)字，可能并不適合所有應(yīng)用程序。現(xiàn)在，生成GRD INT文件將導(dǎo)致每個(gè)插值產(chǎn)生兩個(gè)文件，第二個(gè)GRD INT文件表示原始數(shù)據(jù)減去第一個(gè)GRD INT文件中表示的數(shù)據(jù)。這將導(dǎo)致大約八位十進(jìn)制數(shù)字的精度。第二個(gè)GRD INT文件將使用x2.int后綴。調(diào)用INT文件的相應(yīng)宏文件將根據(jù)需要使用唯一標(biāo)簽將兩個(gè)GRD INT文件調(diào)用到同一表面上。啟用該功能不需要用戶采取任何措施。

五、對(duì)附加孔徑和遮擋定義的支持

附加的孔徑和障礙物定義已在中發(fā)布了幾個(gè)版本，但到目前為止尚不支持。附加的孔和障礙物允許用戶指定和定位其他形狀以及布爾值，以及如何使用它們。

六、從光學(xué)分析導(dǎo)入曲面的增強(qiáng)功能

1、導(dǎo)入光圈偏移

現(xiàn)在可以從Code V和Zemax Optic Studio模型中導(dǎo)入指定的孔徑偏移。這些偏移量將被導(dǎo)入到曲面偏移量屬性中，以對(duì)應(yīng)的曲面定義?？讖蕉x本身不會(huì)被導(dǎo)入。

2、使用全局坐標(biāo)提高了導(dǎo)入Code V曲面的精度

現(xiàn)在，可以更精確地表示在Code V模型中的全局坐標(biāo)中定義并導(dǎo)入的曲面的曲面頂點(diǎn)坐標(biāo)系定義的生成。此改進(jìn)消除了在分析過(guò)程中會(huì)在其上添加干擾的名義表面位置上的微小但有時(shí)值得注意的誤差。使用局部坐標(biāo)在代碼V中表示的曲面不受影響。

3、支持Code V圖像表面厚度

從Code V模型導(dǎo)入表面定義時(shí)，以前的版本中忽略了圖像表面上的厚度，但現(xiàn)在將其用于定位圖像表面。

七、VSigFit中以微米表示的Sellmeier dn/dT屬性中的λTK規(guī)范

t有兩個(gè)條目來(lái)描述Sellmeier dn/dT屬性：SELLM和SELLM1。SELLM以微米表示λTK，而SELLM1以納米表示λTK。對(duì)于最新版本，偏愛(ài)SELLM1條目，并提示用戶輸入納米級(jí)的λTK。但是，為了避免混淆，現(xiàn)在將要求以微米為單位指定λTK，如下所示，因?yàn)樵诓Ａ夸浿型ǔＲ晕⒚诪閱挝唤o出λTK。

對(duì)于用戶而言，非常重要的一點(diǎn)是要了解始終使用與t的Sellmeier定義中顯示的所請(qǐng)求單位相對(duì)應(yīng)的條目來(lái)存儲(chǔ)λTK。因此，使用SELLM1定義的先前分析定義將正確導(dǎo)入并轉(zhuǎn)換為SELLM條目，而無(wú)需任何用戶操作。

八、新的動(dòng)態(tài)輸出文件

如下所述，可以請(qǐng)求與動(dòng)力學(xué)分析相關(guān)的兩個(gè)新文件。

1、諧波響應(yīng)復(fù)合文件

除了現(xiàn)有的峰值幅度輸出外，現(xiàn)在還可以使用復(fù)雜形式的曲面諧波響應(yīng)和系統(tǒng)預(yù)測(cè)。諧波響應(yīng)數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)形式可以選擇為幅度和相位或?qū)崝?shù)值和虛數(shù)值的形式。該文件的格式類(lèi)似于峰值幅度形式的CSV格式。

2、模態(tài)隨機(jī)響應(yīng)貢獻(xiàn)率

對(duì)于許多版本，隨機(jī)響應(yīng)貢獻(xiàn)的百分比已打印到.fit文件中?，F(xiàn)在可能要求將它們打印為CSV格式。