Ansys Zemax OpticStudio
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PROGETTAZIONE OTTICA DI LIVELLO SUPERIORE

Progetta, ottimizza e valida l’ottica in totale sicurezza

Ansys Zemax OpticStudio consente di progettare, simulare e convalidare i sistemi ottici in modo più rapido. Combinando una potente modellazione basata sulla fisica con un flusso di lavoro intuitivo, il software aiuta gli ingegneri a prevedere le prestazioni nel mondo reale, ridurre le iterazioni di progettazione e fornire con sicurezza ottiche ottimizzate e pronte per la produzione in applicazioni di imaging, illuminazione e fotonica.

  • task_alt Raytracing non sequenziale
  • task_alt Propagazione dell’ottica fisica (POP)
  • task_alt Analisi di sensibilità delle tolleranze
  • task_alt Modellazione di superfici freeform

LE SPECIFICHE
DI ANSYS ZEMAX OPTICSTUDIO: Funzionalità Avanzate per la Progettazione Ottica

Ansys Zemax OpticStudio consente di modellare, analizzare e ottimizzare sistemi ottici complessi utilizzando simulazioni basate sulla fisica, raytracing sia sequenziale che non sequenziale e strumenti avanzati di tolleranza. Grazie a queste tecnologie, il software offre una previsione accurata delle prestazioni dall’idea iniziale fino alla producibilità industriale.

Analisi dell’errore del fronte d’onda
Funzione di trasferimento della modulazione (MTF)
Funzione di diffusione del punto (PSF)
Modellazione di ottiche diffrattive
Analisi delle prestazioni dei rivestimenti (Coating)
Modellazione a gradiente di indice (GRIN)
Effetti termo-ottici
Integrazione del catalogo dei vetri
Ottimizzazione tramite Funzione di Merito (Merit Function)

Strumenti Avanzati per la Modellazione Ottica ad Alta Fedeltà e Previsione delle Prestazioni

Ansys Zemax OpticStudio fornisce una modellazione ottica ad alta fedeltà utilizzando tecniche avanzate di ray tracing, ottica ondulatoria e analisi della polarizzazione. Questo ambiente dinamico consente agli ingegneri di prevedere le prestazioni del sistema, valutare le tolleranze costruttive e stimare gli effetti ambientali con un’elevata precisione numerica. L’interfaccia permette di analizzare e ottimizzare complessi sistemi di lenti e componenti diffrattivi prima della produzione.

Ansys Zemax OpticStudio garantisce una rigorosa validazione ottica a livello di sistema integrando flussi di lavoro sequenziali e non sequenziali. Inoltre, offre funzionalità ideali per ridurre al minimo i cicli di progettazione e i rischi di produzione, consentendo di lanciare sul mercato soluzioni ottiche ottimizzate in totale sicurezza e con simulazioni ad altissima fedeltà.

 

LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI

Semplifica e velocizza i tuoi progetti di progettazione ottica grazie alle funzionalità del software Ansys Zemax OpticStudio.

Integrazione dei flussi di lavoro sequenziali, non sequenziali e in modalità mista in un unico ambiente di progettazione ottica nativo.

  • Modellazione avanzata per illuminazione, LiDAR, AR/VR, fari e luce parassita
  • Flussi di lavoro flessibili per soddisfare le diverse esigenze di design
  • Modellazione fisica diretta ed estesa a livello di sistema complessivo

Il modulo Physical Optics Propagation (POP) modella l’evoluzione del fronte d’onda basata sulla diffrazione per un’analisi accurata del fascio e dell’imaging.

  • Ottica ondulatoria pura: propaga l’intero fronte d’onda complesso (ampiezza + fase) per catturare diffrazione e interferenza
  • Precisione del fronte d’onda: quantifica le aberrazioni, la qualità del fascio e l’efficienza di accoppiamento
  • Flusso di lavoro continuo: passa istantaneamente dal ray tracing al POP quando gli effetti di diffrazione diventano critici

Fornisce solidi strumenti di ottimizzazione e analisi delle tolleranze per realizzare progetti ottici ad alte prestazioni e pronti per la produzione industriale.

  • Accelera la convergenza utilizzando funzioni di merito avanzate e algoritmi di ottimizzazione globali e locali
  • Prevede le prestazioni nel mondo reale grazie a strumenti di tolleranza basati su sensibilità e analisi Monte Carlo
  • Garantisce la producibilità dei componenti riducendo gli scarti in fase di assemblaggio

Integrazione multifisica per prevedere con precisione le prestazioni ottiche sotto l’effetto di stress meccanici, variazioni di temperatura e carichi ambientali reali.

  • Prevede la deriva delle prestazioni ottiche causata da carichi termici e strutturali
  • Accoppia direttamente le deformazioni strutturali (FEA) all’analisi ottica
  • Valida i progetti simulando le reali condizioni operative dell’ambiente finale

Ray tracing rapido e accurato per l’analisi di imaging, illuminazione e luce parassita all’interno di sistemi ottici complessi.

  • Modalità sequenziale per la progettazione e l’ottimizzazione di sistemi di imaging e lenti
  • Modalità non sequenziale per l’analisi di illuminazione, scattering (diffusione) e stray light
  • Performance multi-thread accelerate per gestire assiemi ottico-meccanici di grandi dimensioni
  • Modellazione accurata di riflessioni, rifrazioni, diffrazioni e della risposta dei rilevatori

Identifica e mitiga la luce parassita (stray light) e i riflessi fantasma (ghosting) per migliorare drasticamente il contrasto dell’immagine e le prestazioni del sistema.

  • Individua i riflessi fantasma generati dalle superfici delle lenti, dai filtri e dai rilevatori
  • Simula lo scattering, la rugosità superficiale e le imperfezioni dei trattamenti (coating)
  • Quantifica il degrado del contrasto e l’abbagliamento velante (veiling glare)
  • Supporta il ray tracing non sequenziale per mappare i percorsi reali della luce parassita fin dalle prime fasi di design

Modella gli effetti di polarizzazione e i rivestimenti a film sottile (thin-film coatings) per ottimizzare la trasmissione, la riflessione e l’efficienza ottica globale.

  • Analizza le variazioni dello stato di polarizzazione attraverso sistemi ottici complessi
  • Modella i rivestimenti sottili considerando il comportamento dipendente dall’angolo di incidenza e dalla lunghezza d’onda
  • Valuta gli effetti di fase, trasmissione e riflessione sulle superfici
  • Supporta i metodi analitici delle matrici di Jones e Mueller per ottimizzare i coating in ottica di producibilità

Accesso ad ampi cataloghi commerciali di materiali e vetri per una simulazione accurata dell’indice di rifrazione, della dispersione e delle proprietà termiche.

  • Accesso completo ai cataloghi aggiornati dei principali produttori mondiali di vetri
  • Modellazione accurata di dispersione cromatica, assorbimento e variazioni termiche
  • Supporto per definizioni di materiali personalizzati e dati di fusione specifici (melt data)
  • Integrazione diretta nei flussi di lavoro di ottimizzazione e analisi delle tolleranze

Automatizza i flussi di lavoro e integra script personalizzati utilizzando le ZOS-API per una progettazione e un’analisi ottica scalabile e programmatica.

  • Automatizza le attività di design, ottimizzazione e analisi tramite codice
  • Integrazione nativa con ambienti di sviluppo in Python, MATLAB e .NET
  • Consente l’esecuzione di simulazioni batch, studi parametrici e analisi massive
  • Connette i modelli ottici a flussi di lavoro ingegneristici esterni aziendali

LE Novità DI ANSYS ZEMAX OPTICSTUDIO

Semplifica i progetti ottici complessi con il rilascio 2026 R1 di Ansys Zemax OpticStudio. Strumenti potenziati e integrazioni fluide rendono l’analisi delle tolleranze, l’imaging e i flussi di lavoro multi-software più veloci, semplici e affidabili per i sistemi del mondo reale.

Nested Elements and System Tolerancing (NEST)

Elementi Nidificati e Tolleranze di Sistema (NEST)

Il tool NEST semplifica l’analisi delle tolleranze optomeccaniche grazie a un flusso di lavoro guidato e visivo per sistemi sequenziali. Include preimpostazioni di pivot intelligenti, inserimento automatico degli operandi, aggiornamenti in tempo reale e supporto per progetti fuori asse (off-axis), aumentando la precisione e riducendo la complessità di configurazione.

NSC Imaging Design

Progettazione di Imaging NSC

I miglioramenti per l’imaging in modalità Non-Sequenziale (NSC) trasformano questo ambiente in uno strumento pratico ed efficiente. Flussi di lavoro ottimizzati grazie a diaframmi di arresto appropriati (proper stops), messa a fuoco rapida, diagrammi spot e raggruppamento delle sequenze azzerano i tempi morti nella progettazione di sistemi complessi o a percorso ripiegato.

Export Optical Design (ODX) to Speos Enhancements

Esportazione del Design Ottico (ODX) verso Speos

Le nuove implementazioni dello scambio dati ODX verso Ansys Speos ottimizzano i flussi di lavoro, consentendo l’integrazione fluida di progetti reali (inclusi prismi e vetri speciali tabulati) senza alcuna perdita di precisione numerica. Inoltre, gli ex-utenti Code V beneficiano di una transizione più rapida e fluida verso OpticStudio.

NSC Quick Focus

Messa a Fuoco Rapida NSC (Quick Focus)

La funzione NSC Quick Focus semplifica il posizionamento dei rilevatori nella modalità Non-Sequenziale. Allinea automaticamente i detector per fuoco, centratura e orientamento basandosi sui percorsi dei raggi previsti. Supporta sistemi multi-lunghezza d’onda e sorgenti multiple, accelerando i progetti ottici più complessi. *(Disponibile in Premium ed Enterprise)*.

NSC Sequence Grouping

Raggruppamento delle Sequenze NSC

Questa funzionalità semplifica la gestione di ampi set di percorsi dei raggi ottici. Consente di raggruppare le sequenze manualmente o in modo automatico in base alle principali proprietà ottiche e fisiche, introducendo aggiornamenti dinamici e filtri basati su intervalli per eseguire analisi e diagnostiche estremamente precise. *(Disponibile in Premium ed Enterprise)*.

NSC Spot Diagram

Diagramma Spot NSC (Spot Diagram)

Consente l’analisi nativa del diagramma spot direttamente in modalità Non-Sequenziale. Valuta la qualità dell’immagine tracciando i raggi lungo le sequenze selezionate e fornisce report dettagliati su valori RMS, dimensione geometrica dello spot e flusso energetico. L’integrazione con un nuovo operando RSNC ottimizza l’analisi. *(Disponibile in Premium ed Enterprise)*.

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Ansys Zemax OpticStudio

Il Software leader per la progettazione ottica

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Panoramica sulle licenze

Sono disponibili tre opzioni di licenza con il software Ansys Zemax OpticStudio.

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OPTICSOpticStudio ProOpticStudio PremiumOpticStudio Enterprise
Ansys Optics Launcher   
Sequential Ray Tracing   
Monte Carlo Forward (Non-Sequential) Ray Tracing   
Multiple Configuration System Modeling   
Number of Parallel Application Instances per License488
Polarization, Gradient Index, and Birefringence Ray Tracing   
Design Templates and Vendor Lens Catalog   
Materials, Coatings and Glass Catalog   
Robust Optimization Methods   
Sensitivity & Monte Carlo Tolerancing   
Advanced Optics (Aspheric, Freeform, Diffractive)   
Image Quality Analysis (Geometric and Diffractive)   
Physical Optics Propagation (POP)   
Ray Splitting, Scattering and Importance Sampling   
Workflow automation (ZOS-API) & CAD Import/Export   
Export Full Design or Reduced Order Model (ROM) to Speos   
Exchange with Lumerical Sub-Wavelength model (LSWM)   
Lumerical Plugin for metalens simulation   
Dynamic Link to Creo Parametric and Autodesk Inventor   
STAR Multiphysics Loading and Performance Analysis (FEA, CFD)   
User-Defined Plugin for Surface, Objects and Scatter Profiles   

Nota sulla Multifisica: Per integrare l’analisi ottica con dati strutturali, termici e di indice di rifrazione (FEA/CFD) è necessaria la licenza OpticStudio Enterprise, l’unica che sblocca il modulo STAR per l’analisi avanzata di sistema.

 

FAQ

Scopri le soluzioni alle domande più frequenti su Ansys Zemax OpticStudio. Per qualsiasi altro dubbio contattaci, siamo pronti ad aiutarti.

Ansys Zemax OpticStudio è lo standard industriale per la progettazione ottica geometrica e l’analisi del fronte d’onda. Consente di modellare la propagazione della luce attraverso sistemi di lenti, specchi e componenti diffrattivi con altissima precisione numerica.

A differenza dei sistemi di simulazione puramente ambientali, OpticStudio si concentra sulla fisica del componente ottico puro, gestendo aberrazioni, tolleranze costruttive e ottimizzazioni geometriche dall’idea iniziale fino alla linea di produzione.

Il software è estremamente versatile e permette di sviluppare un’ampia gamma di tecnologie ottiche d’avanguardia. Tra le principali applicazioni rientrano gli obiettivi fotografici e di imaging complessi, i sistemi laser, le fibre ottiche, i visori per AR/VR, i gruppi ottici per fari automotive, la microscopia e la sensoristica spaziale o biomedicale.

OpticStudio integra un potente motore di ottimizzazione parametrica che solleva il progettista dal calcolo manuale. Sfruttando algoritmi di ottimizzazione globali e locali combinati con funzioni di merito (Merit Function) personalizzabili, il software modifica automaticamente le geometrie, i raggi di curvatura e i materiali per raggiungere le massime prestazioni ottiche richieste dal progetto.

[accordion-item_inner title=”Perché scegliere Zemax OpticStudio rispetto ad Ansys Speos?”] [/accordion-item_inner]

I due software rispondono a esigenze complementari all’interno dell’ecosistema Ansys. Zemax OpticStudio è lo strumento d’elezione per la progettazione e l’ottimizzazione ottica di precisione (sequenziale), focalizzato sulla creazione e sulla producibilità di lenti e sistemi di imaging.

Ansys Speos, al contrario, lavora in modalità non sequenziale a livello di sistema complessivo, analizzando l’interazione della luce con la meccanica circostante, l’ambiente reale e simulando la percezione visiva finale o la risposta fisica dei sensori.

E3D organizza percorsi di formazione e corsi specialistici strutturati sia per chi muove i primi passi nel mondo del design ottico, sia per i professionisti che necessitano di approfondire moduli complessi (come l’ottica ondulatoria POP o l’analisi delle tolleranze). Consulta la nostra sezione Academy o contatta i nostri tecnici per conoscere il calendario dei prossimi corsi.

Un design ottico perfetto su carta deve poter essere prodotto in fabbrica con costi sostenibili. OpticStudio include avanzati strumenti di analisi delle tolleranze (basati su sensibilità e simulazioni Monte Carlo) che prevedono l’impatto reale dei difetti di montaggio, dei disallineamenti meccanici e delle variazioni dell’indice di rifrazione dei vetri sul comportamento del sistema, garantendo la producibilità industriale del componente.

Assolutamente sì. Grazie alla licenza Enterprise e all’integrazione con l’ecosistema Ansys, OpticStudio include il modulo STAR (Structural, Thermal, Analysis and Results). Questa tecnologia permette di caricare direttamente i dati provenienti dalle simulazioni strutturali (FEA) e termiche (CFD) per valutare come le deformazioni meccaniche e i gradienti di temperatura influenzino le performance ottiche e l’indice di rifrazione del sistema in ambienti operativi reali.

Il software gestisce l’importazione e l’esportazione dei formati CAD standard come STEP, IGES, SAT e STL. Inoltre, per i flussi di lavoro optomeccanici più fluidi, offre collegamenti dinamici nativi (Dynamic Link) con i principali modellatori parametrici industriali, come Creo Parametric e Autodesk Inventor, facilitando lo scambio dati tra il team ottico e quello meccanico.

Sì, oltre alle classiche ottiche sferiche e asferiche, il software include strumenti avanzati per la progettazione di superfici Freeform (a forma libera), lenti geometriche composite e ottiche diffrattive. Questo consente di ridurre gli ingombri, minimizzare il numero di lenti nell’assieme e sviluppare sistemi miniaturizzati ad altissima efficienza.

Se sei già un cliente attivo, puoi scaricare gli aggiornamenti software direttamente tramite l’Ansys Customer Portal. Se invece desideri testare le potenzialità della soluzione per i progetti della tua azienda, E3D offre la possibilità di concordare una demo tecnica guidata o di richiedere una licenza di prova temporanea calibrata sulle tue specifiche applicazioni industriali.

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Hai dubbi sulle licenze o ti serve supporto tecnico? Contattaci: un nostro ingegnere ti risponderà entro 4 ore lavorative. Puoi richiedere anche un preventivo personalizzato.

Sede Operativa
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Via C.A. Dalla Chiesa 74/76, 20037 Paderno Dugnano (MI)