Speos 光学系统设计软件培训课程大纲

——从基础建模到复杂系统仿真的全流程实战提升

一、培训目标与收益

1. 培训目标

· 掌握 Speos 软件核心功能：深入理解 Speos 光学仿真原理，熟悉软件界面操作、几何建模、材料属性设置及光路追踪等核心功能。

· 提升复杂系统仿真能力：独立完成非序列光路追踪、杂散光分析、光热耦合仿真等高级技术，解决光学系统设计中的复杂问题。

· 优化光学系统性能：通过参数化建模、遗传算法优化等工具，提升光学系统效率（如提高光效、减少眩光），并通过实验数据验证仿真结果。

· 匹配行业技术标准：掌握汽车照明、航空航天、消费电子等领域的专项技术，满足不同行业对光学系统设计的工艺要求。

2. 培训收益

· 技术能力升级：从基础操作到高阶仿真，覆盖 Speos 全功能模块，支持光学系统设计、优化与验证全流程。

· 职业竞争力提升：获得 Speos 官方认证证书，具备独立承担光学系统设计项目的能力，助力晋升至光学工程师、仿真专家等岗位。

· 研发效率优化：通过仿真替代部分实验测试，减少原型制作时间与成本 50% 以上，加速产品迭代周期。

· 行业资源对接：接触真实项目案例（如国家天文台望远镜光学系统、比亚迪智能车灯），积累行业前沿技术经验。

二、培训内容与模块安排

模块 1：Speos 软件基础与几何建模

· 内容 

· Speos 软件界面与功能介绍：

· 界面操作：模型向导、几何建模工具、材料库调用、边界条件设置。

· 核心功能：光路追踪原理、探测器定义、仿真结果可视化。

· 几何建模实战：

· 光源建模：LED、激光二极管等光源的参数化定义。

· 光学元件建模：透镜、反射镜、光导等几何结构的创建与编辑。

· 案例 1：LED 车灯建模与仿真 

· 设计 LED 车灯的几何模型，设置材料属性与光源参数，仿真光强分布与照度图，优化灯罩结构以减少眩光。

模块 2：光学材料属性与光路追踪

· 内容 

· 光学材料属性设置：

· 折射率与吸收系数：定义玻璃、塑料等材料的波长依赖性属性。

· 散射与反射模型：设置表面粗糙度对光散射的影响。

· 光路追踪原理与仿真定义：

· 序列与非序列光路追踪：对比两种模式在复杂系统中的适用性。

· 仿真参数设置：光子数量、最大反射次数、收敛条件等。

· 案例 2：投影仪镜头光路追踪 

· 构建投影仪镜头的多透镜系统，设置各透镜材料属性，仿真光路追踪过程，分析像差与成像质量。

模块 3：复杂系统仿真与优化设计

· 内容 

· 非序列光路追踪与杂散光分析：

· 杂散光来源：识别光学系统中的鬼像、眩光等杂散光问题。

· 抑制方法：通过镀膜、挡光板设计等手段减少杂散光。

· 光热耦合仿真：

· 激光加热效应：仿真高功率激光照射下光学元件的温度分布与热形变。

· 光-热-力多物理场耦合：分析热形变对光学性能的影响。

· 优化设计与验证：

· 参数化建模：定义透镜曲率、厚度等可变参数。

· 遗传算法优化：以光效或像质为目标函数，自动搜索最优设计参数。

· 案例 3：航天器光学窗口优化 

· 设计航天器光学窗口的几何结构，仿真太空辐射环境下的光热耦合效应，通过遗传算法优化窗口厚度以平衡透光率与热稳定性。

模块 4：行业专项技术与实战案例

· 内容 

· 汽车照明专项：

· ADB 自适应远光灯：动态光型控制与眩光抑制技术。

· 氛围灯设计：多色温、低眩光的光导设计方法。

· 航空航天专项：

· 光学载荷设计：高分辨率成像系统的杂散光抑制。

· 红外探测系统：宽波段（紫外到近红外）的光学性能评估。

· 消费电子专项：

· AR/VR 光学模组：轻薄化、高透光率的光学系统设计。

· 手机摄像头模组：多镜头系统的像差校正与成像优化。

· 案例 4：医疗内窥镜设计 

· 设计内窥镜的照明系统与成像系统，仿真光在人体组织中的传播与反射，优化照明均匀性与成像清晰度。

 

 

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