之前我們展示過FRED用於計算和理解系統內雜散光的一些出色工具。然而,並非一切都只關乎計算,使用者介面也在FRED處理複雜光電系統的卓越能力中扮演著重要角色。
處理複雜的光學系統
雜散光分析的一個挑戰是在應用並跟蹤所有光學、機械元件及各種表面塗層和散射函數時保持條理清晰。隨著雜散光模型的反覆運算,對於包含眾多表面和部件的系統來說,可能需要對光學塗層和表面屬性定義進行細化,這會使模型迅速變得複雜。
FRED的使用者介面設計旨在説明減少這種複雜性。
FRED的CAD樹狀列表,允許方便地將光學系統和機械元件收集到裝配體和子元件中,可以根據需要展開或折疊。
通過幾種方法,包括拖放介面、分配彈出功能表項目和編輯/查看所有表面標籤頁,FRED簡化了對應用於表面的屬性進行細化編輯的過程。
關鍵字允許無約束地標記物件、表面、裝配體和子元件。一旦物件被標記上關鍵字,所有必要的屬性以及後續的細化都可以應用到該關鍵字,並層級分配到所有標記的專案中。
FRED的隔離特性提供了一種快速簡單的方法,通過臨時移除其他項以聚焦於感興趣的物體,只需幾次點擊即可實現。
基於CAD的樹狀列表
FRED的樹狀清單中將光學系統清晰地分類為幾個易於管理的資料夾,例如光源、幾何模型、分析面/檢測器、材料等:
圖1. 樹狀列表
幾何資料夾可以包含可展開和折疊結構,以顯示所需詳細程度的子裝組件。例如,幾何結構可以分組為兩個子裝元件,一個用於光學系統,另一個用於機械結構,而機械資料夾本身也可以包含子裝元件。
圖2. 物件樹節點展開以顯示機械子裝配體內的子裝配體
其機械部件可以在望遠鏡的剖面圖中看到:
圖3. 模型的剖視圖展示了光學系統(黃色)和機械結構(灰色)
簡單地細化屬性
FRED提供了幾種改變表面光學屬性的方法。
拖放
要更改單個表面的光學屬性,最簡單的方法是使用拖放功能。例如,要將表面1上的塗層從“QW MgF2”更改為“2 Layer AR”,我們只需點擊“2 Layer AR”塗層條目並將其拖動到表面1然後釋放滑鼠按鈕。新塗層隨即被應用。
圖4. 將單個屬性拖放到表面上
拖放也適用於子裝元件,並將屬性應用於子裝元件內的所有屬性。
分配彈出功能表選項
當需要同時更改單個表面或小部分表面的塗層和光線追跡屬性時,我們可以使用分配彈出功能表選項。例如,要將四個光學表面設置為使用“2 Layer AR”塗層和“Allow All”的光線追跡屬性控制,我們只需選擇所需的塗層、光線追跡屬性控制和表面(按住CTRL鍵多選),然後右擊調用彈出功能表,該功能表允許我們將這些屬性分配給選定的表面。
圖5. 使用分配彈出選項為少量表面分配屬性
多表面列表設置
當我們需要一次性編輯大量的表面,或者只是想概覽當前使用的光學屬性時,使用多表面“Edit / View All Surfaces”會更有效率。此表可通過編輯然後“Edit / View All Surfaces”訪問。在這個列表中,我們可以查看或更改任意數量的表面屬性,最多包括整個表面列表。
圖6. 使用多表面列表同時對多個表面進行批量編輯設置
在多表面清單編輯內部,我們可以根據表面是否當前被選中、可追蹤或隔離來過濾表面列表,並通過列標題對行進行排序,然後再選擇任意數量的行進行編輯設置。
關鍵字
在我們的簡單望遠鏡案例中,光學系統和機械結構已經分成兩個子裝元件,但即使有了這種級別的分組,機械結構並不都具有相同的光學系統表面設置。如何最好地控制哪些元件使用哪些屬性?在這種情況下,關鍵字可以用作一種施加秩序的方式。
關鍵字通過充當已分配關鍵字的物件的傳遞器,促進了複雜模型構造和配置。這種屬性類型在物件樹結構中提供的基本組織層次,在此之上添加了一個額外的組織和控制模型的配置層級。在這種情況下,機械結構需要有兩種不同的表面設置完成面,即“Glossy Black Plastic”和“Black Anodized Aluminium”。
圖7. 使用關鍵字作為代理同時向不同表面分配屬性
使用關鍵字可以更容易地根據某種共同點對專案進行分組,然後對關鍵字進行更改,這些更改會傳播到標記有該關鍵字的專案。請注意,專案可以擁有不止一個關鍵字。
方便查看模型中的子元件
面對複雜模型時,有時暫時減少一些複雜度是有幫助的,比如僅查看一組光學表面或機械元件,或許是為了與前面提到的多表面的“選定表面”篩檢程式一起使用,而選擇其中的一些。FRED的隔離特性就是為了這個目的而設計的。
隔離不僅適用於單個幾何組件。我們可以在表面元件、裝配體、塗層、光線追跡控制屬性和關鍵字上啟用隔離特性,如下圖所示。
圖8. 使用隔離特性檢查和交互折疊反射鏡元件,然後隔離那些標記有“Black Anod Al”關鍵字的元件
總結
FRED的使用者介面由雜散光專家創建和優化,旨在進行雜散光分析時處理複雜光機系統更加簡單。
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