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  • Description
APILUX是一套新一代的專業光學設計軟體,專門用於穿透任意光學機構系統的輻射能研究
其強大功能的塑模器,可準確的顯示與光學作用影響的模型,很適用各種的應用,像是研究,工程應用和教學訓練上
其親切友善的使用者操作介面,只需幾天的學習時間,使用者就能使用並產生快速準確結果
APILUX 有別於一般傳統的光學設計軟體,也不是只有照明研究設計功能的軟體
而是兼具整合兩者的軟體,可以應付滿足科學和工程介的應用需
 
應 用:
 光學系統及光子:鬼影分析, 熱輻射分析
 雷射系統
 光電系統
 光學儀器設計分析:光離散分析,光散射分析
 燈光照明
光機構系統定義

APILU
要以下列3種表示圖建立光機構系統
位置圖表: 
定義系統各元件間的空間位置關係,可以用相對座標和絕對座標表示
語意圖表: 
可以建立系統的函數邏輯,像是次系統群組的定義
光波傳遞圖表: 
用以定義光的傳遞的行進路線
APILUX 可以顯示複雜的數百元件的全域系統,一般的軟體使用的表格展開方式或圖形CAD 介面
都不容易描述理解這些複雜的系統使用APILUX,你可以同始在不同的系統操作
從一系統複製,和轉貼到另一系統,每一元件都可以有一對話視窗來分別定義外型,物理性質,成像探討和資料文件
 
幾何建模

可以選擇絕對座標或相對座標,利用基本特定的表面和體積元件,以布林運算產生幾何外型
表面建模適合建立各式性質的材料物件,實體建模很適合建立機構元件或一些複雜的光波導系統
 

對光學而言,模型的精準度是非常重要,像是應用在相干性的光波傳遞, 幾何表面的精度必須小於光波長

APILUX可以同時達到準確性和效率的要求
APILUX
軟體可以將已設計過並最適化的光學系統,輸出到機械設計軟體

提供雙方向的介面可以整合幾何檔案,從標準格式像是IGES, STEP or DXF,一般常用的機械設計軟體

光學元件

APILUX物件可以不事先設定外形,也就是這些幾何物件並沒有預設功能, 自然物件是自由表面像是圓錐

非球狀或多項式,或是體積物件,像是球狀,圓錐體或盒狀

固體可以以旋轉,或拉伸或CAD檔案檔中建立產生光學的元件也可以是事先定義的物件

從一些屬性參數,像是厚度的鏡片,標準棱鏡,等級係數鏡片,偏極,繞射光柵

如同標準的棱鏡(Dove prism, roof prism, pentagonal prism,…)

可以從廠商目錄的資料直接建立, APILUX軟體也提供一資料庫,擁有數百個的標準光學元件

 

光線偵測器

許多的接收器形式可以APILUX軟體中定義,以計算不同的量化問題非輻射(或非照明)

可以在系統的任一表面或是虛擬的平面中計算,這些非輻射計算為基礎平面並沒有與光束有交互作用

所以可以在空間的任何位置,比如是在物件內部的平面

非輻射分佈可以建立物理偵測的模型或是用來呈現光束的剖面一個非輻射的接收器可以用來計算接收角度和光譜強度的領域

空間積分器可以定義計算吸收的功率密度分佈或在空間區域的能量密度.如同非輻射的偵測器

你可以創造許多虛擬的空間積分器,可能建立在系統中的任何位置

 

物理特性


光傳播模型是否正確,主要取決在光系統各元件的表面和材料的物理性質

APILUX可以建立元件的體積和表件的散射,吸收和穿透的性質散射可以使用不同的方式來描述

簡單的模式(高斯或蘭伯特散射)或建立在BRDF量測的模型,或是複雜的模型

像是從表面的粗度剖面計算得到的繞射表面的穿透率可以使用Fresnel係數和入射角

波長,光線偏振的曲線來定義,或是以金屬和介電材料的薄膜來定義
APILUX
材料資料庫包含數百種的光學玻璃,UV或紅外線材料的資料庫這些材料

可以使用折射率和塊材吸收率來定義,甚至可以建立金屬的模型, APILUX正確的使用高複雜的反射係數的Fresnel係數來計算

照明源

APILIX 軟體,使用者可以自定輻射能的光源特性,不管是相干或不相干的在不相干的光源是可以以幾何外型來表示

光射分佈可以定義為一函數表示,此函數可以由光源射 點位置,光強度圖和射線頻譜決定一個空間相干性的光源可以用簡單的函數來定義,允許你可以建立一球波或是高斯場,也可以由任意的複雜矩陣的定義,以描述電 磁場
APILUX軟體可以建立各種光源的模型,像是照明光源(螢光管, 白熱絲燈泡),光電元件(LED,雷射二極體),或是雷射光源
對空間的光源數量並未有任何限制,光源是一物件,可以由任何其他的光的組件來操控

無相干和相干的輻射能分析

在 光機構系統的能量傳遞分析是APILUX.軟體的主要核心功能,可以執行非相干(照明和光電子)和相干輻射能(雷射)計算

APILUX不僅可以計算古典量化問題,像是輻射問題或非輻射問題,流明度和光強度分布分析

也可以計算平面複雜的電磁場和空間吸收的功率密度和能量密度後者的處理功能對偵測現象非常有功能

否則會很難將與間單的非輻射的圖表成像,像是光斑圖或焦散曲線輻射能分布可以在一模擬中計算到

可以提供給定義系統的所有積分器,計算可以使用不同的輻射能單位(以瓦為單位基礎)或是光度單位系統(以流明為單位基礎)
非輻射能(或非流明)計算可以很清楚的在定義的接收器或系統的任意表面,甚至是曲面中達到

系統的表面吸收率的分布計算是非常有用的對高功率表面的評估潛熱問題。


APILUX 軟體執行計算方法,並未限制交互計算的加速能力或是簡單的蒙地卡羅變異技術

深層的物理分析如同是使用相互定律,像是熱力學的加速模擬,在一些情 況

APILUX軟體可以比一般傳統的軟體快速數百倍以上,相干的傳遞是建立在從Maxwell 方程式衍生的Kirchhoff積分的精確計算

可以計算對任一的光圈大小的繞射分析影響,一般傳統的光學設計會非常受到幾何繞射阻礙的影響限制

(一般, 停止光圈在一平面上局小部)

APILUX可以應付所有任意的幾何能量傳遞計算

將所有系統的物理參數列入計算,表面和材質散射,吸收鍍膜,偏極元件,和繞 射影響分析

可以在非順序模式完成,因此計算索耦的多反射所有貢獻影響或在順序模式中計算已知的傳遞路徑的影響。

Optical analysis 光學分析

APILUX軟體,允許使用各式函數計算光學系統影像效能,像是同軸數據資料,3階色像差,實境色像差,光斑圖

在光學系統中可以單獨計算任一傳遞路徑同軸數據資料可以在任何系統中正確計算,即使沒有對稱性

架構在4x4的矩陣式子,實境的色像差和光斑圖可以以實際的光線追跡方法來計算

APILUX的 所有元件,像是非對稱的表面,繞射光柵,等差率材料,或是IGES格式的表面

從其他機械繪圖軟體輸入進來,都可以包含在影像計算的路徑上計算結果可以使 用曲線圖或數據表格表示

輸出成為文字格式檔案,一順序的傳遞只是泛用計算程式碼的一部份

可以用來作非順序傳遞,與其他一般軟體不同的是其他軟體的計算 演算法,本質上是以順序傳遞

非順序傳遞是使用既有的順序方法
大部分的光學軟體只能做傳統的光學設計,或只可以做輻射能的分析和照明計算

 APILUX可以做兩者的計算,不需要在兩者性質不同的軟體作切換

一軟體計算焦距或分析影像位置,再到另一軟體作輻射能分布的研究

APILUX是第 一套軟體可以同時提供輻射能計算,相干光束傳撥

一般非順序光傳撥,和光學影像分析,所有的這些都可以和CAD軟體相容。

 
照明和顯示元件設計分析範例

LED外型設計

LED 晶磊可以建模為表面或體積形式,在晶磊背面的反射器也可以建模,甚至可以建立以鍍膜為金屬特性接觸在晶磊的模式,因為APILUX可以處理高度複雜的反射率的材料, LED外殼可以在APILUX的塑模器或從機械設計軟體CAD輸入進來
 

LCD螢幕背光板
可以完全建立LCD螢幕的背光模組的光波導和照明源,LED 為光源,當LED 的光發射特性確認,使用者可以透過APILUX 軟體最佳化設計表面外型,偶合LED光源到螢幕本身,
表面散射和幾何外型可以改變,達成最佳化光通亮照度和在螢幕表面的分佈,可以用來控制表面的照明度和可視方向角位

 

最佳化和公差(容忍度)分析

初始的模擬會提供一些計算結果,有關LED光強度和外型的曲率,和在任一平面的計算非輻射分佈 APILUX 巨集語言可以使用完成最佳化過程的程式碼迴路,像是LED 晶磊的位置,為了造成光束輸出分離的變異性,改變LED外型可以致使更滑順的光強度曲率


光子的資訊和傳輸科技設計分析範例

自由空間元件

可以建立廣泛的自由空間的光子元件:
GRIN 鏡片
光柵,DWDM
Wedges楔形
主要邊緣材料,過濾器
微機電鏡片
傳統光學元件(非球狀,鏡片,成對鏡片)


分析
可以讓使用者分析系統的光線傳遞路徑,利用色像差的高斯光束傳撥,評估模式搭配以減少插入的損失


耦合效率計算
APILUX提供公差(容忍度)模組隊耦合效率計算,此功能評估耦合在干涉光束和單模式的率光器間的損失,耦合效益可以分別對元件的傾斜和偏移和系統元件的安裝:
方法一,使用線性的系統描述說明,很快速和有幫助了解系統行為
方法二,在實際的場傳遞上,雖然速度慢但可以很精準得到結果,甚至是廣角度的光束
這些計算得到的曲率可以輸出成為文字檔案,作為其他軟體後處理的輸入資料


使用者定義互動功能
APILUX 可以透過DLL呼叫與外部計算程式碼連接,執行自定的光-表面互動的程式碼C或其他高階程式語言,可以比其他的巨集語言快速,造成APILUX 是一開放的軟體,很適合研究使用,你必須要做的只是輸入你自己的功能數學函數與特定的協定參數格式,像是位置,方向,相位,偏振,入射波波長

 

雷射系統應用設計分析範例

APILUX建模雷射光源,是相干光源(單一模式的光束)或非相干光源(多模式的雷射二極體),使用者可以使用光強度分布找到經過光機構系統雷數的最佳焦點的位置,以置放檢波器最佳位置

自由空間傳遞
APILUX計算雷射光束延光學系統的任何路徑的傳撥,可以以4x4矩陣,線性方法建立高斯分布光束的傳撥模型,或是使用泛用的演算法可以傳遞任何形式的 電磁場,圖像顯示兩種方法的結果,電磁場的相位可視化,也可以顯示延軸上的強度和離焦,以找到最佳的焦點平面
複雜的矩陣可以以文字格式輸出,以提供其他軟體使用