Optikai tervezőrendszerek használata (A TracePro ... · Nemlineáris optikai jelenségek szimulációja és analízise Gauss nyalábokkal való szimulációk és számolások Műveletek

Á ti f lké íté h i ELI j ktt l ö fü ő ké é i é K F f l d t k "„Ágazati felkészítés a hazai ELI projekttel összefüggő képzési és K+F feladatokra"

Optikai tervezőrendszerek használata

(A TracePro sugárkövető program alkalmazása)

Dr. Pálfalvi László

TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt 1

BevezetésBevezetés

Modern optikai kutatások során hasznos az optikai rendszerekelrendezéseinek számítógépen való megtervezése, azon valószimulációk elvégzéseszimulációk elvégzése.Ehhez különféle szoftveres megoldások állnak manapságrendelkezésünkreIsmertebb optikai tervezőrendszerek:

OSLO (sugárseregek analizálására és követésére)T P ( k á k kö té é i álá áTracePro (sugarak-, sugárseregek követésére, vizsgálására,szóródás analizálására, összetett optikai rendszerek vizsgálata)Code V (modellezés, optimalizálás, analizálás optikai( , p , prendszerekben)OptiWave szoftvercsomag (széleskörű optikai programok)


Bevezetés

Optikai tervezőrendszerek mellett érdemes használni egy általánosOptikai tervezőrendszerek mellett érdemes használni egy általánostervezőrendszert az elrendezések összeállításáhozIsmertebb általános tervezőrendszerek:

SolidEdgeSolidWorksCATIACATIA


BevezetésBevezetésA ábbi kb ik i ő d k kö ül f lh álób áA továbbiakban az optikai tervezőrendszerek közül felhasználóbarátfelülete és kezelhetősége végett a TracePro szoftvert, általánostervezőrendszerek közül pedig a SolidEdge programból valóexportálás és importálás menetét fogjuk ismertetni, noha az említettszoftverek és szoftvercsomagok mindegyike képes ezekre.Kurzusunk célja általános ismereteket nyújtani a fent említett kétKurzusunk célja általános ismereteket nyújtani a fent említett kétszoftver kezelését és használatát illetőenAz adatok kinyerése után azokkal a továbbiakban valamilyen

t tik i kk l f k d l imatematikai programokkal fogunk dolgozniMathCadMatLabMatLab

Az ábrázolásokhoz a MathCad és az Origin szoftvert fogjuk használ-ni


Amiről szó lesz• Felhasználói felület ismertetése, exportálás, importálás• Objektum definiálása és szerkesztése

F lül t k é kö k t l jd á i B l kö ök• Felületek és közegek tulajdonságai, Boolean eszközök• A mátrixoptika elemei, Sugárkövetés I.• Sugárkövetés II.Sugárkövetés II.• Fénytörés, visszaverődés sík és görbült felületről• Lencsék, lencsehibák• Komplex kidolgozott problémák• Ugrásszerűen változó törésmutatójú közegek, optikai szálak

G di tö é t tójú kö I• Gradiens törésmutatójú közeg I.• Gradiens törésmutatójú közeg II.• RezonátorokRezonátorok• Polarizáció és anizotrópia• Döntött impulzusfrontú THz-es gerjesztési elrendezés analízise


1. Előadás TracePro

A program fontosabb funkciói:Egyszerűbb alakzatok lencsék csövek stb definiálása ésEgyszerűbb alakzatok, lencsék, csövek, stb. definiálása és beillesztése, akár importálása Beillesztett objektumok anyagtulajdonságának megadása (tö é t tó f jt )(törésmutató, anyagfajta…)Sugarak, sugárforrások definiálásaSugárkövetés elvégzése elemzéseSugárkövetés elvégzése, elemzése

A program milliméter egységekben kéri és adja vissza az adatokat!Alapértelmezetten a modelltér törésmutatója n = 1, hőmérséklete pedig 25°C, mely paraméterek átállíthatóak.


T PTracePro

A program korlátjaiNemlineáris optikai jelenségek szimulációja és analíziseGauss nyalábokkal való szimulációk és számolásokMűveletek végzése a kinyert adatokkal, ábrázolás, kiértékelés programon belülprogramon belülHullámoptikai szimulációk, impulzusterjedés közvetlen kezeléseDiffrakció kezelése. Pl. optikai rács definiálása körülményesen, ún. p y ,RepTile funkciókkal lehetséges (rácsegyenletet nem kezeli)


Felhasználói felület ismertetéseFelhasználói felület ismertetéseA program indításakor azáb á láth tó f lül t f dábrán látható felület fogadminket.Felül az általános szalag-menü és eszköztárak, közé-pen a tervezőablak, legalulpedig a Státusz jelző (Statusp g j (bar), melyen a kurzorpozícióját, a legutóbbikattintás pozícióját olvas-kattintás pozícióját olvashatjuk le többek között.


Felhasználói felület ismertetéseFelhasználói felület ismertetéseA tervező ablak két részből áll:

Modell tér a jobb oldalonRendszerfa (System tree) – a

b l ld lbal oldalon


Menük és gombokMenük és gombok

A szalagmenü első gombja a standard File menü, melybenmegtalálhatóak a Mentés (Save), Betöltés (Open), Nyomtatásmegtalálhatóak a Mentés (Save), Betöltés (Open), Nyomtatás(Print) és egyéb szokásos opciók. Ezeken kívül itt lehetőségünkvan a sugarak adatainak kimentésére.

A Szerkesztés (Edit) menüpontban a Másolás (Copy),Visszavonás (Undo) mellett olyan opciókat találhatunk, amik azegyes felületek szerkesztésére használhatóak (Pl.: Felületgy (kihúzása (Surface/Sweep), Felület kihúzása forgatással valamelytengely körül (Surface/Revolve)), valamint a komplett objektumravonatkozó mozgatások (Object/Translation Object/Movevonatkozó mozgatások (Object/Translation, Object/Move,Object/Rotate…). Ezen kívül jegyzeteket szúrhatunk be az adottmunkánkhoz (Notes).


Menük és gombokMenük és gombok

A Nézet (View) opcióban a megjelenítést állíthatjuk be. A legfelsőszekcióban ki, illetve bekapcsolhatjuk a Státusz jelzőt (Statusp j j (Bar), valamint személyre szabhatjuk az eszköztárat.

A következő szekcióban, a modell térben megjelenített lencsék éskülö fél t t k j l íté ét ált th tj k d Vá l tkülönféle testek megjelenítését váltogathatjuk rendre: Vázlat(Silhouettes), Rejtett vonalakkal (Render), Drótvázas(Wireframe), illetve a vázlatrajz megjelenítése nem láthatóvonalak nélkül (Hidden line).


Menük és gombokg

Silhouettes Render

Wi f Hidd li


Wireframe Hidden line

Menük és gombokMenük és gombokA modell tér megjelenítésének nézetét a 7. és 8.szekcióban tehetjük meg.A Nézet beállítás (Set View) opció megnyomásávalmanuálisan állíthatjuk be a nézetet, a Nézet elnevezésj ,(Named View) választásával pedig elmenthetjük azt.Továbbá választhatunk az előre definiált nézetek közüla Profil (Profiles) menüpontban (YZ XY XZ ) a Pana Profil (Profiles) menüpontban (YZ, XY, XZ…), a Panopció segítségével pedig mozgathatjuk a megjelenítettmunkaterületet. A Forgatás (Rotate) menüpontbanlévő Orbit opcióval szabadon dönthetjük illetvelévő Orbit opcióval szabadon dönthetjük, illetveforgathatjuk a nézetet, valamint az About Axisopcióban numerikusan állíthatjuk be a forgatásnak,dö té k é ték it

7.

döntésnek az értékeit. 8.


Menük és gombokMenük és gombokE b állítá k több é ét lé h tjük b f ábEzen beállítások többségét elérhetjük gomb formábanis az Eszköztáron:A kicsinyítés/nagyítás funkciókat,a Pan-t , valamint az előre definiált nézeteketérhetjük el azonnal gombnyomásra:Ezen kívül helyet kapott az Orbit funkció , mellyel amodellteret forgathatjuk szabadon.A modelltér forgatását megtehetjük a bal alsó sarkábantalálható koordináta-rendszer elforgatásával is.található koordináta rendszer elforgatásával is.

7.

8.


Menük és gombok

A Beszúrás (Insert) menüpontban van lehetőségünkkülönböző optikai eszközök és egyéb objektumokbeillesztésérebeillesztésére.

Ezek:Lencsék (Lens Element)( )Fresnel lencsék (Fresnel Lens)Tükrök (Reflector)Csövek (Tube)Csövek (Tube)Körszimmetrikus lemez, a közepén kör alakú

kivágással (Baffle Vane )Egyszerű szilárd test (Primitive Solid)Egyszerű szilárd test (Primitive Solid)


Menük és gombok

Valamint itt lehetőségünk van a Part… opcióval mástervezőprogramban (Pl.: SolidEdge) elkészített objek-tum beillesztésére amennyiben azt ACIS ( sat) formá-tum beillesztésére, amennyiben azt ACIS (.sat) formátumban exportáltuk.


Exportálás SolidEdge bőlExportálás SolidEdge-bőlEz a gépgyártás technológiában széles körben használt tervezőprogram.(H ál tá té ü k ki l á ik k i k dh t k )(Használatára nem térünk ki, ezzel másik kurzuson ismerkedhetnek meg)Miután elkészítettük az exportálandó objektumot, a szokásos Mentés opció helyett válasszuk a Mentés másként (Save As…) lehetőséget.


Exportálás SolidEdge bőlExportálás SolidEdge-bőlA megjelenő párbeszédablakonA megjelenő párbeszédablakon,állítsuk át az exportálandó fájl típusáta SolidEdge általános Part Documents( par) típusáról a TracePro által is(.par) típusáról, a TracePro által iskezelhető ACIS documents (.sat)típusra. A szokásos módon adjunk

t fájl k jd t ük lnevet a fájlnak, majd mentsük el.


Objektum importálása a TracePro baObjektum importálása a TracePro-baA TracePro programban kattintsuk azA TracePro programban kattintsuk azInsert Part gombra az eszköztáron,vagy az Insert menü / Part opciójára.A á b éd bl k állí k áA párbeszédablakon állítsuk át afájltípust ACIS Files (.sat) típusra,majd keressük meg és jelöljük ki aSolidEdge-el exportált fájlunkat.Végül kattintsunk a Megnyitásgombra!g


Objektum importálása a TracePro baObjektum importálása a TracePro-baAz importált objektumunk a SolidEdge-ben definiált méretekkel ésAz importált objektumunk a SolidEdge ben definiált méretekkel ésorientációval fog rendelkezni.Azonban lehetőségünk van ezek megváltoztatására aTracePro-n belül. (Szerkesztés (Edit) menü / Mozgatás (Move),F á (R )Forgatás (Rotate…)(Az importált objektum tulajdonságainak megváltoztatását későbbnézzük meg)


Mit ismertünk meg?Mit ismertünk meg?- A TracePreo felhasználói felületeA TracePreo felhasználói felülete- A TracePro menürendszere- Export, import funkciók

Kö k kKövetkezik:Objektumok beillesztése szerkesztéseObjektumok beillesztése szerkesztése
