Speos新功能助力光学组件设计
前言
Ansys Speos 2023R1版本持续创新，在软件模块功能、用户操作、模拟运算速度上均有改进，为光学仿真/设计工程师提供精确、高性能的模拟能力。2023R1版本新功能在光学组件（如光学面、光学透镜，以及光导等等）设计上增加了新的功能，为光学设计提供更大的灵活性和效率。
接下来，以光学设计为导向，解释Speos新功能如何助力光学组件设计功能。
助力技能一：设计预览功能
设计预览功能是Speos2023R1版本新增加的一个功能，主要是在光学面和光学透镜计算之前开启，可以快速检查光学在整个结构中网格方向和位置。
首先在Options设置中选择需要预览的参数。修改参数的过程中，更改设置参数，网格以交互方式更新，不限制参数类型，设计选项里面可以更改的参数即可。
设计预览功能方便设计工程师在设计前期评估好设计，然后在生成光学面，这样可以避免重复操作过程，尤其在微型光学面数量很多的情况下，可以提高设计效率，缩短设计时间。
助力技能二：Excel表格定义光学面和光学透镜
在前期版本的光学面或光学透镜设计过程中，通常采用分组方式对各个微型光学面或光学透镜进行单独或分组设置。汽车灯具造型的形式迥异，对设计的难度增加，分组在设计过程中，操作比较繁琐复杂。Ansys Speos 2023R1版本增加了采用Excel表格定义光学面和光学透镜，独立控制每个区域的参数。
在软件的设计模块中，点击 Optical surface或者Optical lens模块，在软件的设计目录中分别会出现Optical surface或者Optical lens设计选项。通过点击选项名称，在定义界面会出现General，以往主要是显示光学面或光学透镜整体或分组参数。
新增的Excel file功能就在这里显示，如下图所示。
按照常规的通用设计后，点击Create Excel（Beta）， 软件会生成一个Excel表格；表格底部会多种设计参数，每个参数对应一个表格；在软件3D界面，点击选择某一个面，会显示对应的表格位置。
该功能让用户直接在Excel中控制选择面的参数，不需要每一个分组去设置，简化了设计流程，提供更大的设计灵活度，提高了设计效率。
助力技能三：光束扩散到边缘
在光学面设计过程中，有时候部分模拟结果数值始终通过不了法规。用户在设计光学面的时候，通常会将Custom spread激活，这样可以更好地控制光型分布。之前地版本主要将扩散比例在0-100%之间设置，光束可以从高斯分布方式向均匀分布方式过渡。
Speos新版本在Custom spread设置增加了100%-200%的变化范围，这样可以更好的控制边缘光束。当用户在设置不同的Spread比例数值时，光分布变化会比较明显。
助力技能四：光导拔模角选项增加
早前，Speos软件会在光导设计过程中可增加上下齿的加工制造参数设置，比如倒圆角。Top prism milling/Bottom prism milling不仅可以采用固定常量，同时也可以进行分段控制，甚至可以直接导入外部文件控制参数变化。
拔模角选项的增加可以更加准确地贴近制造加工，精确模拟出光导的出光效率，并校核整体点亮均匀性。
助力技能五：自由曲面透镜-使用强度/辐照度作为目标
为了匹配造型需求，Freeform Lens自由曲面透镜往往会固定透镜正面的造型面，设计工程师需要调整透镜后表面，来匹配透镜造型正面。允许用户创建一个准直透镜。
自由曲面设计新增加了以强度和辐照度作为目标，通过对目标进行定义和约束，从而控制光型分布。下面以强度目标为例。
总结
以上是Speos新功能助力光学组件设计的所有新增功能细节。当然，2023 R1版本还提供了其他强大的功能，比如更新纹理映射预览、虚拟照明动画工具(测试版) 、激光传感器功能加强，尤其是Speos 2023 R1发布标志着Speos GPU测试的结束，Speos GPU求解器现在正式发布等等。
作者简介
刘琼，上海安世汇智高级光学工程师，光学工程硕士。主要从事汽车光学照明设计等领域。2020年加入安世亚太至今，负责Ansys SPEOS光学仿真软件，为客户提供软件技术支持及咨询服务等。
