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Zemax OpticStudio 中的 STAR 模块允许直接导入来自有限元分析 （FEA） 软件的变形数据，从而将光学设计与热和结构分析联系起来。这种集成可以分析实际环境因素（如热和机械应力）对光学性能的影响。该模块有助于了解光学系统在不同条件下的行为，并做出明智的设计决策，以确保稳健性和可靠性。

STAR 模块的主要特点是热和结构数据导入，直接从 ANSYS、COMSOL 等有限元工具导入热和结构变形数据。它允许模拟温度梯度、机械载荷和应力对光学元件的影响。STAR 模块还评估变形如何影响系统性能指标，例如波前误差、MTF 和光束对准。

 

以下是如何将 FEA 数据加载和对齐到 STAR 模块的示例。首先在 OpticStudio 中打开光学模型，并进行波前贴图设置。

 

STAR 数据设置为 On 以使 FEA 数据对光学结构有效。

 

在这样的设置下，波前贴图将显示为以下等值线：

 

加载 FEA 数据时，多物理场数据加载器（如下所示）处于选中状态。

 

然后，空的 Multiphysics Data Loader 接口如下所示。从那里，可以通过单击“加载多物理场数据”来找到预存储的多物理场数据。

 

虽然多物理场数据包括变形数据和温度数据，但在加载时，它们会自动分离并对齐到两组中。

 

 

下一步是通过使用下拉手册将表面分配给数据集，将每个多物理场数据与相应的表面对齐。在这种情况下，文件名已包含曲面编号，该编号与目标曲面直接相关。请注意，如果一个曲面被错误地分配给两个曲面，则不允许这样做，并且 Data Loader 将发出警告。对于温度数据集，数据类型应为 “Temperature” 而不是 “Direct Index”。

 

 

对齐所有 FEA 数据集后，单击“确定（拟合 FEA 数据）”以请求系统加载 FEA 数据集。

在打开的窗口中，波前贴图会更新，表面变形会受到 FEA 数据集的影响。

 

表面 5 中镜子的表面锯齿也显示了由于 FEA 数据集引起的变形。

 

集成的 FEA 数据集现在可以应用 Zemax 中可用的所有顺序工具，其中包括这些变形效果。