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OghmaNano include un sofisticato solutore tridimensionale per il tracciamento dei raggi per la modellazione di sistemi ottici, lenti, diaframmi, superfici irregolari, microlenti e complessi dispositivi optoelettronici strutturati. Il modulo di tracciamento dei raggi è progettato per risolvere problemi relativi all’ottica di imaging, al filtraggio ottico, alla diffusione superficiale, all’estrazione della luce e alla progettazione ottica geometrica. Combinando una geometria tridimensionale esplicita con le proprietà dei materiali variabili in funzione della lunghezza d’onda, il solutore consente agli utenti di analizzare come la luce si propaga attraverso componenti ottici realistici e complessi dispositivi.OghmaNano include un sofisticato solutore tridimensionale per il tracciamento dei raggi per la modellazione di sistemi ottici, lenti, diaframmi, superfici irregolari, microlenti e complessi dispositivi optoelettronici strutturati. Il modulo di tracciamento dei raggi è progettato per risolvere problemi relativi all’ottica di imaging, al filtraggio ottico, alla diffusione superficiale, all’estrazione della luce e alla progettazione ottica geometrica. Combinando una geometria tridimensionale esplicita con le proprietà dei materiali variabili in funzione della lunghezza d’onda, il solutore consente agli utenti di analizzare come la luce si propaga attraverso componenti ottici realistici e complessi dispositivi.
Lo stesso modello può essere applicato a un’ampia gamma di sistemi ottici, tra cui obiettivi Cooke a tre elementi, obiettivi a focale lunga, dimostrazioni delle funzionalità generali di tracciamento dei raggi, riflessione da film irregolari, dispersione della luce da film strutturati e dimostrazioni di microlenti e filtri ottici. Poiché il risolutore opera direttamente sui raggi tracciati attraverso una geometria tridimensionale completa, è particolarmente utile per studiare la messa a fuoco, le aberrazioni, l’efficienza di raccolta, la risposta del rivelatore e il comportamento in funzione della lunghezza d’onda nei sistemi ottici che sono troppo complessi per le più semplici approssimazioni parassiali.Lo stesso modello può essere applicato a un’ampia gamma di sistemi ottici, tra cui obiettivi Cooke a tre elementi, obiettivi a focale lunga, dimostrazioni delle funzionalità generali di tracciamento dei raggi, riflessione da film irregolari, dispersione della luce da film strutturati e dimostrazioni di microlenti e filtri ottici. Poiché il risolutore opera direttamente sui raggi tracciati attraverso una geometria tridimensionale completa, è particolarmente utile per studiare la messa a fuoco, le aberrazioni, l’efficienza di raccolta, la risposta del rivelatore e il comportamento in funzione della lunghezza d’onda nei sistemi ottici che sono troppo complessi per le più semplici approssimazioni parassiali.
OghmaNano offre strumenti specifici per definire sorgenti luminose, posizionare rivelatori ottici e modificare sistemi ottici basati su lenti, utilizzando l'editor S-plane. In pratica, questo consente agli utenti di passare da una configurazione di lenti compatta a una scena tridimensionale completa, tracciare i raggi in funzione della lunghezza d'onda e analizzare sia la geometria che l'immagine risultante sul piano del rivelatore, tutto all'interno di un unico flusso di lavoro.OghmaNano offre strumenti specifici per definire sorgenti luminose, posizionare rivelatori ottici e modificare sistemi ottici basati su lenti, utilizzando l'editor S-plane. In pratica, questo consente agli utenti di passare da una configurazione di lenti compatta a una scena tridimensionale completa, tracciare i raggi in funzione della lunghezza d'onda e analizzare sia la geometria che l'immagine risultante sul piano del rivelatore, tutto all'interno di un unico flusso di lavoro.
Il risolutore di ray tracing fa propagare i raggi ottici attraverso una scena tridimensionale che contiene superfici, materiali omogenei, aperture e piani di rilevamento. Ad ogni interfaccia, il risolutore applica l’aggiornamento geometrico-ottico appropriato, in modo che i raggi possano essere riflessi, rifratti, trasmessi o assorbiti, a seconda delle proprietà e della geometria locali del materiale. Nella sua forma più semplice, la rifrazione è regolata dalla legge di Snell.Il risolutore di ray tracing fa propagare i raggi ottici attraverso una scena tridimensionale che contiene superfici, materiali omogenei, aperture e piani di rilevamento. Ad ogni interfaccia, il risolutore applica l’aggiornamento geometrico-ottico appropriato, in modo che i raggi possano essere riflessi, rifratti, trasmessi o assorbiti, a seconda delle proprietà e della geometria locali del materiale. Nella sua forma più semplice, la rifrazione è regolata dalla legge di Snell.
\[ n_1 (\mathbf{k_i} \times \mathbf{n}) = n_2 (\mathbf{k_t} \times \mathbf{n}) \] \[ n_1 (\mathbf{k_i} \times \mathbf{n}) = n_2 (\mathbf{k_t} \times \mathbf{n}) \]
la riflessione e la trasmissione all’interfaccia dipendono dagli indici di rifrazione e dalla geometria locale dell’incidenza. Nelle simulazioni ottiche pratiche, ciò significa che la curvatura della lente, la distanza tra le lenti, le dimensioni dell’apertura e l’indice di rifrazione, che varia in funzione della lunghezza d’onda, influenzano direttamente l’immagine finale e le prestazioni complessive del sistema.la riflessione e la trasmissione all’interfaccia dipendono dagli indici di rifrazione e dalla geometria locale dell’incidenza. Nelle simulazioni ottiche pratiche, ciò significa che la curvatura della lente, la distanza tra le lenti, le dimensioni dell’apertura e l’indice di rifrazione, che varia in funzione della lunghezza d’onda, influenzano direttamente l’immagine finale e le prestazioni complessive del sistema.
A differenza dei risolutori elettromagnetici che utilizzano l’analisi dell’onda completa, il ray tracing è progettato per problemi in cui la lunghezza d’onda ottica è molto più piccola delle dimensioni caratteristiche della geometria e in cui la luce può essere rappresentata con precisione tramite raggi diretti. Ciò rende il metodo particolarmente efficiente per lenti multi-elemento, sistemi ottici macroscopici, sistemi di microlenti e problemi di diffusione o estrazione su superfici strutturate. Inoltre, questo approccio rende il risolutore un componente ideale per l’intera suite di strumenti ottici OghmaNano, in cui l’ottica geometrica integra i metodi basati sull’onda, come FDTD e la modellazione a matrice di trasferimento.A differenza dei risolutori elettromagnetici che utilizzano l’analisi dell’onda completa, il ray tracing è progettato per problemi in cui la lunghezza d’onda ottica è molto più piccola delle dimensioni caratteristiche della geometria e in cui la luce può essere rappresentata con precisione tramite raggi diretti. Ciò rende il metodo particolarmente efficiente per lenti multi-elemento, sistemi ottici macroscopici, sistemi di microlenti e problemi di diffusione o estrazione su superfici strutturate. Inoltre, questo approccio rende il risolutore un componente ideale per l’intera suite di strumenti ottici OghmaNano, in cui l’ottica geometrica integra i metodi basati sull’onda, come FDTD e la modellazione a matrice di trasferimento.
Ogni simulazione di ray tracing si basa su tre elementi fondamentali: la sorgente, il sistema ottico e il rivelatore. In OghmaNano, la sorgente viene configurata tramite l’editor light-source editor, dove l’utente può definire la forma del fascio, la lunghezza d’onda o l’intervallo spettrale, la distribuzione angolare e le caratteristiche di emissione. In questo modo è possibile modellare una vasta gamma di sorgenti, dai semplici fasci collimati a sorgenti più complesse, strutturate o a più lunghezze d’onda.Ogni simulazione di ray tracing si basa su tre elementi fondamentali: la sorgente, il sistema ottico e il rivelatore. In OghmaNano, la sorgente viene configurata tramite l’editor light-source editor, dove l’utente può definire la forma del fascio, la lunghezza d’onda o l’intervallo spettrale, la distribuzione angolare e le caratteristiche di emissione. In questo modo è possibile modellare una vasta gamma di sorgenti, dai semplici fasci collimati a sorgenti più complesse, strutturate o a più lunghezze d’onda.
Il sistema ottico è progettato utilizzando la geometria tridimensionale e, nel caso di sistemi basati su lenti, si utilizza l’editor S-plane. Il piano S offre una visualizzazione compatta del progetto delle lenti, in cui è possibile modificare direttamente i raggi, gli spessori, i materiali, i diametri e la distanza tra gli elementi, mantenendo al contempo il collegamento con il modello ottico tridimensionale sottostante. Questo è particolarmente utile per i sistemi classici multi-elemento, come il tripletto Cooke, e per l’esecuzione automatizzata di analisi dei parametri nello spazio di progettazione delle lenti.Il sistema ottico è progettato utilizzando la geometria tridimensionale e, nel caso di sistemi basati su lenti, si utilizza l’editor S-plane. Il piano S offre una visualizzazione compatta del progetto delle lenti, in cui è possibile modificare direttamente i raggi, gli spessori, i materiali, i diametri e la distanza tra gli elementi, mantenendo al contempo il collegamento con il modello ottico tridimensionale sottostante. Questo è particolarmente utile per i sistemi classici multi-elemento, come il tripletto Cooke, e per l’esecuzione automatizzata di analisi dei parametri nello spazio di progettazione delle lenti.
I rivelatori misurano quindi il risultato del sistema ottico. A seconda della configurazione della simulazione, possono registrare l’intensità trasmessa, le immagini sul piano del rivelatore, l’efficienza in funzione della lunghezza d’onda o altre grandezze ottiche derivate. Insieme, l’editor della sorgente, l’editor del piano S e gli strumenti per i rivelatori trasformano il modulo di tracciamento dei raggi in un ambiente pratico per la progettazione ottica, la caratterizzazione ottica e l’analisi delle prestazioni basata sulla geometria.I rivelatori misurano quindi il risultato del sistema ottico. A seconda della configurazione della simulazione, possono registrare l’intensità trasmessa, le immagini sul piano del rivelatore, l’efficienza in funzione della lunghezza d’onda o altre grandezze ottiche derivate. Insieme, l’editor della sorgente, l’editor del piano S e gli strumenti per i rivelatori trasformano il modulo di tracciamento dei raggi in un ambiente pratico per la progettazione ottica, la caratterizzazione ottica e l’analisi delle prestazioni basata sulla geometria.
Uno dei punti di forza dell’ambiente di ray-tracing OghmaNano è che non si limita a esecuzioni manuali singole. I sistemi ottici possono essere analizzati in modo sistematico utilizzando scansioni automatizzate dei parametri e analisi delle figure di merito. Ciò consente agli utenti di variare i raggi, gli spessori, la distanza, le impostazioni dell’apertura o altri parametri geometrici in una serie di simulazioni e quindi di confrontare quantitativamente le prestazioni ottiche risultanti.Uno dei punti di forza dell’ambiente di ray-tracing OghmaNano è che non si limita a esecuzioni manuali singole. I sistemi ottici possono essere analizzati in modo sistematico utilizzando scansioni automatizzate dei parametri e analisi delle figure di merito. Ciò consente agli utenti di variare i raggi, gli spessori, la distanza, le impostazioni dell’apertura o altri parametri geometrici in una serie di simulazioni e quindi di confrontare quantitativamente le prestazioni ottiche risultanti.
In pratica, questo rende il modulo di ray tracing utile non solo per visualizzare i raggi, ma anche per svolgere un vero e proprio lavoro di progettazione ottica. È possibile estrarre e confrontare diversi parametri, come le dimensioni del punto, l’efficienza del rivelatore, la qualità dell’immagine, le metriche relative all’energia concentrata e altri indicatori ottici, all’interno di un determinato spazio di parametri. Gli utenti possono quindi passare da visualizzazioni che aiutano a sviluppare l’intuizione a flussi di lavoro più sistematici per l’ottimizzazione delle lenti, senza dover cambiare ambiente.In pratica, questo rende il modulo di ray tracing utile non solo per visualizzare i raggi, ma anche per svolgere un vero e proprio lavoro di progettazione ottica. È possibile estrarre e confrontare diversi parametri, come le dimensioni del punto, l’efficienza del rivelatore, la qualità dell’immagine, le metriche relative all’energia concentrata e altri indicatori ottici, all’interno di un determinato spazio di parametri. Gli utenti possono quindi passare da visualizzazioni che aiutano a sviluppare l’intuizione a flussi di lavoro più sistematici per l’ottimizzazione delle lenti, senza dover cambiare ambiente.
Questo approccio, che prevede l’analisi e l’ottimizzazione, è particolarmente utile per i sistemi composti da più elementi, in cui le prestazioni dipendono da diversi parametri di progettazione interconnessi. Inoltre, rende il software di calcolo una piattaforma pratica per studi di tolleranza, l’esplorazione dello spazio di progettazione e il confronto rapido di diverse configurazioni ottiche.Questo approccio, che prevede l’analisi e l’ottimizzazione, è particolarmente utile per i sistemi composti da più elementi, in cui le prestazioni dipendono da diversi parametri di progettazione interconnessi. Inoltre, rende il software di calcolo una piattaforma pratica per studi di tolleranza, l’esplorazione dello spazio di progettazione e il confronto rapido di diverse configurazioni ottiche.
Il risolutore di ray tracing può essere utilizzato per risolvere un’ampia gamma di problemi ottici reali. Nell’ottica di imaging, può modellare lenti composte da più elementi, diaframmi, piani focali e immagini del rivelatore, come illustrato nelle figure Figura ??, Figura ?? e Figura ??. In questi sistemi, il risolutore può essere utilizzato per studiare le aberrazioni, le dimensioni dell’apertura, il comportamento della messa a fuoco, la formazione dell’immagine e la variazione della trasmissione in funzione della lunghezza d’onda.Il risolutore di ray tracing può essere utilizzato per risolvere un’ampia gamma di problemi ottici reali. Nell’ottica di imaging, può modellare lenti composte da più elementi, diaframmi, piani focali e immagini del rivelatore, come illustrato nelle figure Figura ??, Figura ?? e Figura ??. In questi sistemi, il risolutore può essere utilizzato per studiare le aberrazioni, le dimensioni dell’apertura, il comportamento della messa a fuoco, la formazione dell’immagine e la variazione della trasmissione in funzione della lunghezza d’onda.
Lo stesso modello si rivela utile anche per analizzare l’interazione della luce con pellicole e superfici strutturate, compresi fenomeni come la riflessione su pellicole ruvide, la propagazione attraverso strati con texture e la raccolta o il filtraggio potenziati tramite microlenti. Poiché il metodo agisce direttamente sulla geometria tridimensionale, può essere utilizzato anche per studiare sistemi ottici più complessi, in cui è fondamentale considerare l’intero percorso della luce all’interno della struttura.Lo stesso modello si rivela utile anche per analizzare l’interazione della luce con pellicole e superfici strutturate, compresi fenomeni come la riflessione su pellicole ruvide, la propagazione attraverso strati con texture e la raccolta o il filtraggio potenziati tramite microlenti. Poiché il metodo agisce direttamente sulla geometria tridimensionale, può essere utilizzato anche per studiare sistemi ottici più complessi, in cui è fondamentale considerare l’intero percorso della luce all’interno della struttura.
Grazie al fatto che OghmaNano supporta la scansione delle lunghezze d’onda, l’acquisizione dei dati dai rilevatori e le scansioni automatizzate, il risolutore si presta sia a simulazioni esplorative rapide sia a processi di progettazione ottica più sistematici. Ciò lo rende utile in diversi contesti, che vanno dalla progettazione classica di lenti al confezionamento optoelettronico e all’ottica di superfici strutturate.Grazie al fatto che OghmaNano supporta la scansione delle lunghezze d’onda, l’acquisizione dei dati dai rilevatori e le scansioni automatizzate, il risolutore si presta sia a simulazioni esplorative rapide sia a processi di progettazione ottica più sistematici. Ciò lo rende utile in diversi contesti, che vanno dalla progettazione classica di lenti al confezionamento optoelettronico e all’ottica di superfici strutturate.
OghmaNano offre una serie sempre più ampia di esempi di ray tracing e tutorial passo passo. Questi tutorial coprono sia i flussi di lavoro di base per i sistemi ottici sia applicazioni più avanzate, come l’analisi dei parametri, la valutazione delle prestazioni, la modellazione di superfici irregolari e la progettazione di strutture a microlenti. L’obiettivo è aiutare gli utenti a passare rapidamente da un modello geometrico a una simulazione ottica funzionante e, successivamente, a ottimizzare o analizzare il sistema.OghmaNano offre una serie sempre più ampia di esempi di ray tracing e tutorial passo passo. Questi tutorial coprono sia i flussi di lavoro di base per i sistemi ottici sia applicazioni più avanzate, come l’analisi dei parametri, la valutazione delle prestazioni, la modellazione di superfici irregolari e la progettazione di strutture a microlenti. L’obiettivo è aiutare gli utenti a passare rapidamente da un modello geometrico a una simulazione ottica funzionante e, successivamente, a ottimizzare o analizzare il sistema.
Alcuni punti di partenza utili sono i seguenti: introduzione ai sistemi ottici e al tracciamento dei raggi, tutorial sull’obiettivo Cooke a triplette, esempio di obiettivo a focale fissa da 200 mm, presentazione delle funzionalità di tracciamento dei raggi, tutorial sulla scansione automatizzata dei parametri nel piano S e flusso di lavoro per la valutazione delle prestazioni. Per quanto riguarda l’ottica a superficie strutturata, riflessione di film sottili, dispersione della luce e dimostrazione di microlenti mostrano come lo stesso motore di tracciamento dei raggi possa essere utilizzato anche al di fuori dei sistemi ottici classici.Alcuni punti di partenza utili sono i seguenti: introduzione ai sistemi ottici e al tracciamento dei raggi, tutorial sull’obiettivo Cooke a triplette, esempio di obiettivo a focale fissa da 200 mm, presentazione delle funzionalità di tracciamento dei raggi, tutorial sulla scansione automatizzata dei parametri nel piano S e flusso di lavoro per la valutazione delle prestazioni. Per quanto riguarda l’ottica a superficie strutturata, riflessione di film sottili, dispersione della luce e dimostrazione di microlenti mostrano come lo stesso motore di tracciamento dei raggi possa essere utilizzato anche al di fuori dei sistemi ottici classici.
Prova un esempio di ray tracing.Prova un esempio di ray tracing.
Iniziate con un'introduzione ai sistemi ottici e al tracciamento dei raggi, quindi proseguite con i tutorial su il sistema Cooke a tre lenti, le lenti a focale fissa o la scansione automatica dei parametri.Iniziate con un'introduzione ai sistemi ottici e al tracciamento dei raggi, quindi proseguite con i tutorial su il sistema Cooke a tre lenti, le lenti a focale fissa o la scansione automatica dei parametri.
Per creare i propri sistemi, iniziare con sorgenti luminose, rivelatori ottici e l’ editor del piano S.Per creare i propri sistemi, iniziare con sorgenti luminose, rivelatori ottici e l’ editor del piano S.