Ansys Speos | 2023R2 新功能介绍

Ansys SPEOS 2023R2：先进光学设计与仿真中的技术创新与优化


引言

安世系统（Ansys）新版本SPEOS在2023R2中集中推出了一系列面向光学设计和工程分析的重大更新，旨在进一步增强产品的易用性、计算与优化能力以及可视化探索。本文将详细解读SPEOS 2023R2的核心功能优势，覆盖优化、交互设计、GPU更新等多个关键领域。




优化策略与联合优化

优化是光学设计中的精髓，SPEOS 2023R2中的优化功能提供了更广泛的灵活选择。首次推出的是嵌入的一种优化机制，支持基于随机搜索的优化算法，对不同的参数集寻找最优化解决方案，从而针对具体仿真模型进行精细调整。这一特色允许用户从多个角度评估设计参数对模型性能的影响。

更为强大且集成优化的工具能够通过SPEOS与optiSLang软件的直接交互，实现联合优化。企业用户能更高效地访问并整合参数，基于多目标优化策略识别最优输入参数组合，为产品设计优化提供坚实基础。

块记录与轴系选择的革新

在过去版本存在的复杂手动二维坐标系统赋值过程在2023R2中融入了简约化。引入的“Block Recording”功能（块记录）实现了部门历史相关分析的高效存储和便捷访问。此功能根据SPEOS对象的创建流程一次性记录数据块，极大地提高了工作效率与可读性。

轴系的选择成为了更为便捷和直观的过程。R2版本显著优化的轴系选择机制使得用户在放置光源、传感器等复杂组件时只需通过一次点击便可精准定义各点及其方向，显著简化了操作流程。

GPU功能增强与利用

在硬件加速领域，GPU的性能优化在SPEOS 2023R2中得到了强有力的提升。特别提示，GPU支持对Ray文件光源的高效模拟，此功能满足了复杂照明项目的计算需求，实现了大数据量任务的快速处理。通过实现Ray文件源的直接GPU模拟运行，仿真实现了更高的速度与精度。

针对3D照度传感器的应用，引入了GPU直接模拟选项，结合3D映射和多物理场工作流程，如热点识别或复杂光学布局优化等领域，显著提高了仿真效率与解决方案的深度。

精细化光源管理与性能优化

在逆向传播模拟中，输出面板的高效配置已经成为仿真实现的重心。通过在光导均匀性功能中引入的“Outputface”设置，优化光线发射的方向和准确性，特别是将其用于照度传感器的逆向模拟，进一步细化光线管理，有效提升光学系统性能和光学设计的解析度。

SPEOS Sensor System与摄影传感器集成

针对紧随摄影技术发展的应用程序，SPEOS的传感器系统（SSS）根据EMVA 1288标准提供更深入的图像前处理与后处理功能，从接收的能量转变到光子图、电子图计算，以及原始图像的生成和最终处理，提供详尽的环境和照明模拟数据。导出的Lumerical FDTD和Charge数据在不同层次的计算中提供了高度精确性。

在引入“学习与支持卡片”的优化后，用户可以便捷地访问最新的学习资源、论坛讨论和技术文档，为新版本的应用提供全面指导。

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