在 LensMechanix 中打开 OpticStudio 序列模式文件，加载、分析并验证结构
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LensMechanix
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一步步教你玩转LensMechanix！
简介
光学性能总结表 (OPS) 是 LensMechanix 中最强大的分析工具之一，它能在打样之前就帮助你发现光机设计中的错误，并将其可视化。OPS 能够将最终整个系统的性能与原始 OpticStudio 设计的性能进行比较，以便您评估系统是否合格/失败，并更正任何发现的问题。
学习目标
通过学习本教程，你将会了解如何：
通过 LensMechanix 在 Solidworks 中读取OpticStudio 序列模式文件；
在 LensMechanix 中使用 Solidworks 工具为光学系统加载机械结构；
分析并验证整体光机系统的性能；
找出影响成像质量的机械元件；
修改元件以解决性能与原始设计不符的问题；
解决光机系统中的常见问题。
在 LensMechanix 中读取 OpticStudio 文件
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打开 SOLIDWORKS（2016以上版本），点击工具栏 File > New > Assembly。
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在 LensMechanix 选项下，选择 Input OpticStudio File。
图一.在Command Manager 中的Input OpticStudio File按钮
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点击 Browse。
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点击 Documents > Zemax > Samples > LensMechanix > 37 mm Heliar > Heliar 37mm SEQ。
图二. OpticStudio 文件读取对话框
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勾选所有选项框，以确保所有 OpticStudio 元件均被读取，点击 OK。
文件读取完毕后关闭窗口。 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。但是我们建议使用 OpticStudio 进行光学设计修改。LensMechanix 中不能对光学设计进行优化。
在 LensMechanix 中为光学系统加载机械结构
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在 LensMechanix 选项下，点击 Construction Geometry > Show All。
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在 Assembly 选项下， 点击 Insert Components。
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点击 Browse。
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点击 Documents > Zemax > Samples > LensMechanix > 37 mm Heliar > SW Parts。
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选择 SW Parts 文件夹中的全部元件，点击 Open。
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单击Solidworks 绘图区，将所有机械元件放置在光学系统附近。
图三. 用于装配的机械元件
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在 Assembly 选项下，点击 Mate。
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点击 Multiple mate mode 按钮。
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利用绘图区中显示的光学系统光轴，以及 Mate 模式的 Concentric功能，把所有机械元件都对齐到光轴上。
图四. 通过 Multiple Mate 模式，所有元件都已基于光轴对齐
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在靠近绘图区顶部， 选择 Section View。
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在Section View PMP 的 Plane 1 部分，选择 Right Plane，并单击绿色打勾符号。
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在 Assembly 选项下, 点击 Mate。
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为保证装配一致(Coincident Mate)，选择透镜装配表面(Surface of the lens mount)以及最后一个镜片的光学孔径(Clear Aperture)。
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对所有机械元件重复步骤 12 以及 13。
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在 LensMechanix 选项下，点击 Construction Geometry > Hide All。
图五. 完整装配的光机系统
分析你的光机系统
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在 LensMechanix 选项下，点击 Create Prototype > Create Prototype Wizard。
图六. Command Manager 中的 Create Prototype Wizard
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为本次分析命名，输入 Ray Trace 并点击 Next。
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在 Analysis Settings 页面，选择 Image quality + scattering 并点击 Next。
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在 Ambient Conditions 页面，设定 20°C 以及 1 ATM并点击 Next。
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在Wavelength页面， 点击 Next。
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在 Surface Properties 页面，点击 Next。
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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。
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在 Allowable Delta 页面，点击 Next。
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在 Optics Manager中，找到 Computational Domain 中的 Ignored Components 部分。
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右键单击机械元件，点选 Add to Computational Domain，并单击绿色打勾符号。
注意：Computational Domain 中默认包含所有元件。如在光线追迹时需要移除元件，点击待移除元件，并将它拖至 Ignored Components 区域。
图七. 光机系统中的所有元件均展现在 Computational Domain 中
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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。
图八. 使用 Edit Surface Properties 功能设定散射分布
图九. 在 Mechanical Component Editor中选择散射分布(Scatter Profile)
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在 Mechanical Component Editor的 Scatter Profile 下拉菜单中，选择Black Paint 1% Reflectance Visible > Apply to Component。
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点击绿色打勾符号。
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如需选择所有剩余元件，单击第一个元件，按住SHIFT，右键单击最后一个机械元件，选择 Edit Surface Properties。
图十. 同时编辑多个元件表面特性(Surface Properties)
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重复步骤 11 至 13，为所有机械元件设置散射分布。
验证完整光机系统的性能
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在 Command Manager 中，点击 Run Ray Trace。
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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。
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当光线追迹完成时，点击绿色打勾符号。
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在 Command Manager 中，点击 Display OPS。
Beam clipping 选项卡的状态标识显示为红色。
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选择 Beam clipping 选项卡。
Beam clipping 中的 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。
图十一. 红色 OPS 状态表明光线遮挡值大于可接受偏离值
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显示被遮挡的光线，点击 Display Clipped Rays。
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在绘图区点击 Section View。
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在 Optics Manager中，右键单击Beam clipping rays 并选择 Edit。
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在 Edit Rays PMP 中，将光线数量从 25 增至 50。
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在 Edit Rays PMP 中，将线形从 Lines 改至 Lines with fletches 并点击 OK。
图十二. 右键单击 Beam clipping rays (A) 打开
Edit Rays PMP (B)
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在 Optics Manager 中，右键单击光线组，Rays XX 并选择 Hide。
注意：XX 代表任意数，可能与图十二当中不一致。
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右键单击 Beam clipping rays 并选择 Edit。
图十三. 隐藏由于首次光线追迹自动生成的其他光线组
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在 Command Manager 中，点击 Display Outputs > Ray Animation。
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为了将装配体中光线如何被遮挡可视化，在 Ray Animation PMP 中，将 Speed 设置为 Fast 并点击 Play。
注意：在Section View 视图下，光线动画效果最佳。
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注意到有部分光线在压环倒角边缘被反射。这可能是导致光线遮挡值大于可接受偏离值的原因。
图十四. 光机装配体中的压环
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修改压环，右键单击并选择 Edit Part。
图十五. 编辑压环进行修改
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在 FeatureManager Design Tree 下，展开 Pressure Ring 元件。
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右键单击 Chamfer1 并选择 Edit Feature。
图十六. 编辑压环的 Chamfer1 特性
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在 Chamfer1 PMP 中，将倒角距离从 1.5mm 改至 2.5mm 并点击 OK。
图十七. Chamfer1 设置
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退出 Edit Part 模式并点击 Rebuild。
图十八. Rebuild 按钮位于 Solidworks 菜单栏
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在 Command Manager 中，点击 Run Ray Trace。
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在 Run Ray Trace PMP 中，选择 Full ray trace 并点击 Run。
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在 Command Manager 中，点击 Display OPS。
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在 OPS 中，验证所有选项状态均显示为绿色。
注意：在 OPS 中，绿色状态表明测量值在设置的可接受范围内。
图十九. 绿色 OPS 状态表明光线遮挡值小于可接受偏离值，表明光线遮挡问题已经解决
恭喜你！你已经成功在 LensMechanix 中使用 OPS 验证了完整的光机系统。下周小编将为大家奉上如何使用 LensMechanix 加载、分析并验证一个简单透镜系统的教程。
