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Tutorial - OOFELIE for Advanced Optics 1 ELDC エレメンタルデザイン&コンサルティング株式会社 Elemental Design & Consulting Co., Ltd. ELDC エレメンタルデザイン&コンサルティング 株式会社 www.eldc.co.jp 2014年9月26日 OOFELIE for Advanced Optics Manual & Tutorial

OOFELIE for Advanced Optics Manual & Tutorial · 2014-10-08 · Tutorial - OOFELIE for Advanced Optics ELDC 7 Elemental Design & Consulting Co., Ltd. エレメンタルデザイン&コンサルティング株式会社

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1 ELDC

エレメンタルデザイン&コンサルティング株式会社 Elemental Design & Consulting Co., Ltd.

ELDC

エレメンタルデザイン&コンサルティング 株式会社

www.eldc.co.jp

2014年9月26日

OOFELIE for Advanced Optics

Manual & Tutorial

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はじめに

1. 本資料は、OOFELIE開発元(ベルギーOpen Engineering S.A. 社)が作成したマニュアル(英文)を補完するもの

です。すべての操作に関する内容は開発元が作成したマニュアルをご参照ください。

2. 本資料の著作権は、エレメンタルデザイン&コンサルティングにあります。

3. 弊社の書面による許可無く複製,送信,複写,情報検索のために保存すること、および他の言語に翻訳するこ

とを禁じます。

4. 本資料に誤りや不正確な記述があった場合、エレメンタルデザイン&コンサルティング株式会社はいかなる責

任、債務を負わないものとします。

5. 本資料の記載内容は予告なしに変更されることがあります。

6. 本資料の画像・表記等は実際と異なる場合があります。

Copyright © 2014 Elemental Design & Consulting Co., Ltd. All rights reserved

OOFELIE開発元 Open Engineering S.A.

URL: http://www.open-engineering.com/

国内販売・サポート エレメンタルデザイン&コンサルティング 株式会社

〒107-0062 東京都港区南青山 2-2-15 ウィン青山 942

TEL: 03-6869-7874 FAX: 03-6893-3931

E-mail: [email protected]

URL: http://www.eldc.co.jp

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Contents:目次

Over View:概要

Tutorial 1: Opto-mechanical study of a Parabolic Mirror:パラボリック・ミラーの光学・構造連成の検討

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Over View:概要

Introduction:はじめに

OOFELIE::OptoThermomechanical は、熱・構造負荷を受ける光学システムのシミュレーションを行います。

外部の光学設計ソフトウェア(ここでは ZEMAX)から得られた光学デザイン(ノミナルの形態)からスタートし、こ

のモジュールは ZEMAXにより設計された光学素子とその支持構造を含むシステムについて、熱・構造シミュレー

ションを行うことが可能です。熱・構造解析の後、その結果は自動的に ZEMAXへエクスポートされます。この修

正された形態での光学性能の指標は、ノミナルの形態での値と自動的に比較されます。

OOFELIE::OptoThermomechanical を用いてモデル化できる代表的な適用方法は以下の通りです。

地上基地の望遠鏡のシミュレーション:simulation of ground-based telescope

高解像度レンズ:high precision lenses

軽量宇宙用ミラー:lightweight space mirror (parabolic reflector, ...)

その他:and others...

このパッケージは、ウインドウズの DDEプロトコルに基づいた ZEMAX-EEとメモリ内での連携を必要とするの

で、ウインドウズのみサポートしています。

注記:ZEMAXは、Open Engineering社及びその代理店から販売していません。ZEMAX社及びその代理店からの

ご購入が必要です。

Analysis types:解析種別

以下の解析タイプがご利用頂けます。

線形静解析:Linear Static

この線形静解析は、熱・構造の静的応答を計算します。その熱・構造の静的応答は、弾性場が材料構成則

を通して温度場と連成されています。

温度場と構造の対応する変位が計算されます。

それらは静解析であり、ダンピング(structural, static, viscous)や慣性(mass)の効果は考慮されません。

線形解析であり、荷重、応力、歪、電位等の全ての関係は線形と仮定されます。同時に、熱・構造の材料

構成則にてこれらの物理場が連成されます。

過渡解析:Transient

過渡解析は、熱・構造の応答を時刻歴で計算します。ここで、弾性場は材料構成則を通して温度場と強く

連成します。

温度場と構造の対応する変位が計算されます。

過渡解析では、ダンピング(structural, static, viscous)や慣性(mass)の効果が考慮されます。

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表:対応している解析データ一覧

Linear Transient

Behavior Volume ソリッド ○ ○ Oriented Volume 異方性のあるソリッド ○ ○ Shell シェル ○ ○ Beam ビーム ○ ○ Rod ロッド ○ ○ Membrane 膜 ○ ○ Orientated membrane 異方性のある膜 ○ ○ Lumped mass 集中質量 ○ ○ Mass per unit length 単位長さ当たりの質量 ○ ○ Mass per unit area 単位面積当たりの質量 ○ ○ Sequential lens シーケンシャル・レンズ ○ ○ Sequential mirror シーケンシャル・ミラー ○ ○ Non-sequential lens 非シーケンシャル・レンズ ○ ○ Pre-defined Properties (上級者向け) ○ ○ Material Elastic 弾性体 ○ ○ Thermal 伝熱体(熱伝導率・熱容量) ○ ○ Thermoelastic 熱弾性体 ○ ○ Constraints Clamp 完全固定 ○ ○ Locking 並進自由度拘束 ○ ○ Locking Rotation 回転自由度拘束 ○ ○ Prescribed displacement 初期変位 ○ ○ Prescribed displacement component 初期変位成分 ○ ○ Prescribed Temperature 初期温度 ○ ○ Isotemperature 等温条件 ○ ○ Prescribed Speed 初期速度 - ○ Prescribed speed component 初期速度成分 - ○ Prescribed Acceleration 初期加速度 - ○ Prescribed acceleration component 初期加速度成分 - ○ Predefined properties (上級者向け) ○ ○ Predefined connectivity set (上級者向け) ○ ○ Loads Resultant force 集中荷重 ○ ○ Line force 線荷重 ○ ○ Pressure 圧力 ○ ○ Surface force 面荷重 ○ ○ Volume force 体積荷重 ○ ○ Torque トルク ○ ○ Rotation speed 角速度 ○ ○ Acceleration 加速度 ○ ○ Surface heat flux 表面熱流束 ○ ○ Surface convective flux 表面熱伝達 ○ ○ Surface Radiative flux 表面熱複写 ○ ○ Volume Heat Source 体積熱源 ○ ○ Assemblies Contact 接触 ○ ○ Identical nodes 共有節点 ○ ○

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Tutorial 1: Opto-mechanical study of a Parabolic Mirror

パラボリック・ミラーの光学・構造連成の検討

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Tutorial 1: Opto-mechanical study of a Parabolic Mirror

このチュートリアルにて、パラボリック・ミラーと支持構造の光学・構造線形性解析について示します。

Phase 1では、二つのモデルの作り方を示します。ひとつは OOFELIE UIによる構造モデル、もう一つは ZEMAX

の光学モデルです。重力によるミラーの変形を解析し、ZEMAXの光学モデルを自動的に更新します。

Phase 2では、同じモデルを用い、ミラーの重要な剛体運動を引き起こす他の機械的な荷重を与えます。ここでは、

ZEMAXへの出力の仮定が変化することにより剛体運動がどのように考慮されるのかを確認します。

前提条件

ここで示された操作が出来るように、OOFELIE UI の操作経験がある方を対象とします。Zemax-EE のフルライセ

ンスが必要です。

本チュートリアルで説明する項目

この線形静解析は重力の影響を考慮し、以下の内容を示します。

・光学エンティティを含む構造問題の設定の方法と ZEMAXとの連携の方法

・重力によりどのようにミラーが変形するか

光学モデルの概要

以下に示される ZEMAXで考慮されたシーケンシャルモデル

パラボリック・ミラーのパラメータ

Type = Standard

Radius = -2000 mm

Semi-Diameter = 50 mm

Conic = -1

ミラーのサーフェスは surface 2 です。そのサーフェスは、そのストップとシステムが参照する全体座標を定義しま

す。光軸の方向は z軸方向です。このモデルは ZEMAXで作るのは簡単です。

モデルが必要な場合、例題のフォルダに用意されています。以下のフォルダを参照してください。

[インストールしたディレクトリ] ¥OOFELIEUI¥V8.6-B1-x64¥examples¥sfield¥Optics

そして、“ParabolicMirror.zmx”.をコピーして下さい。

(参考)ミラーのジオメトリモデルは ZEMAXで作られました。 the Tools -> Export Data -> Export

IGES/STEP/SAT/STL Solidを用います。ZEMAXで(ZEMAXモデルのサーフェス2を、 2mmの厚さ・平坦な基

盤とともに iges形式で出力。)OOFELIE UIにインポートした後、Shape Repair Mode –Shape healing – Split

Continuityの操作を用い、ジオメトリをリペアしました。本操作は、ミラーのサーフェスを4つのフェイスに分割

します。それは igesファイルを用いているためです。本チュートリアルのため、フォルダにはリペアされたモデル

を読み込みましょう。

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ZEMAX オプション

レソリューションの間、OOFELIEは、 DDE Windows mechanism により ZEMAXにつながります。そして、

ZEMAXも開始されることになります。OOFELIEが、 ZEMAXにユーザーによって規定された光学問題を起動す

るように要求します。そして、 ZEMAXの“Allow Extensions To Push Lenses” オプションが有効化されなければ

なりません。このオプションは、ZEMAXの環境設定で設定されています。

OOFELIEは最新の ZEMAXと対応しています。2010/10/26にリリースされた ZEMAXのバージョンから、解析フ

ィーチャーからのテキスト出力は、ANSI (ASCII) または Unicode フォーマットに対応します。なお、デフォルト

は Unicodeです。プロセスの間、ZEMAXから光学指標を取得するため、ANSIフォーマットが要求されます。こ

のオプションは、 ZEMAXの preferences画面にて行います( TXT File Encoding欄にて ANSIを選択)。

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Phase 1: 自重を考慮したパラボリック・ミラーの解析

Starting up:スタートアップ

1. OOFELIE UI を開始

2. 「Solver Driver Settings」ウインドウにて、以下のオプションを選択

3. 「OK」をクリック.

4. 「Multiphysic Problem Configuration」ウインドウが表示されます。

【重要】「 Zemax Connection」をクリックし、オプションを「ON」にする。

「OK」をクリックする。

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Modeler:モデラー

1. モデラーモジュール を選択します。ここで、ジオメトリ関係のモデリングを行いま

す。本検討では、予め用意されたジオメトリモデルをインポートします。

2. 「File - Import geometry」を選択します。

「Import」ウィンドウにおいて、例題のアイコン をクリックします。

"brep"フォルダをクリックし、次に"Optics"フォルダをクリックします。

"ParabolicMirror_Holder.brep"を選択し、[Open]をクリックします。

例題の場所:[インストールしたディレクトリ] ¥OOFELIEUI¥V8.6-B1-x64¥examples¥brep

3. モデルがデータツリーと画面に表示されます。

データツリーの「ParabolicMirror_Holder」を選択すると、モデルがハイライトされます。右クリックを

して「Aspect - Shading」を選択します(*1)。さらに、右クリックをして、「Aspect -Transparency」を選

択します(*2)。

4. モデルを保存します。メニューバーから「File - Save」を選択し、名前を付けます。

(e.g. ParabolicMirrorTutorial.sfield).

これから解くべき問題を定義するためにデータを設定します。要素特性、材料特性、境界条件(拘束条件)、外部荷

重を設定します。

(*1)(*2) (*2)

(*2)

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Assign the Analysis data:解析データの設定

1. 「Analysis data」 . をクリックします。

2. データツリーの「ParabolicMirror_Holder」を選択します。

「Behavior.」 をクリックします。

"Behavior"フィールドにおいて「Volume」を選択します。(*1)

"Placed on"フィールドにおいて、「SOLID」を選択します。(*2)

画面で全てのソリッドを選択します。(5 solids).

ボックス選択で、全てのソリッドを一度で選択することが出来ます。

[Apply]をクリックし、[Close]をクリックします。

(*1)

(*2)

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3. これから、ミラー・サーフェスに対応するフェイスについて光学的挙動を定義します。

(i.e. the surface that lies in the plane Z = 0).

データツリーから「SingletLens」を選択し、「Behavior」 をクリックします。

"Behavior"にて「Sequential Mirror」を選択します。

"Sequential Lens Type"において、「Zernike Standard Sag」を選択します。これにより、OOFELIEが、

サーフェスの変形を、ゼルニケ標準多項式(Zerunike Standard Polynominals)の線形結合に変換しま

す。

"Aperture"において、「Circular」を選択します。

"Lens Order"において、「2」を選択します。この値が、ZEMAXの問題でミラーのサーフェス番号に相当

します。(mirror = surface 2).

"Nb polynoms"に、分解(decomposition)にて使用されるゼルニケ多項式(Zernike polynomials)の数をセ

ットします。この番号は、「1-231」の範囲でなければなりません。デフォルトは「28」です。本ケースで

は、100の多項式を選びます。

"Placed on"フィールドで、「FACE」を選択し、4つの面が以下のようにミラーとして定義されていること

を確認します。

[Apply]をクリックし、[Close]をクリックします。

OOFELIEが、ZEMAX内部で該当するサーフェスが Standardか Even Aspheric Surfaceであることをチ

ェックします。ZEMAX内部の定義により、これらのタイプのサーフェスのみがゼルニケ・サーフェス

(Zernike surface)に変換されます。

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4. これからデータライブラリーから材料特性をインポートします。インバー「Inver」を支持構造(holder)

に、「glass」をミラーに使用します。

「Analysis Data module」を選択し、メニューバーから、「File - Import Data」を選択します。

「Import Data」ウインドウにて、「sample directory icon」 をクリックする。(Modelerの項参

照)

"DataLibrary"フォルダをクリックし、"Materials"フォルダをクリックする。

"Invarstd.sfmaterial"を選択し、[Import]をクリックする。

5. 同じ手順にて、"Glass.sfmaterial"をインポートします。

データツリーの中に、このふたつの材料が表示されます。

6. データツリーの「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Material .をクリックします。

「Material」ウィンドウにて Fetch button をクリックし、「Fetch Data」ウインドウにて

"Invarstd"を選択し、[Close]をクリックします。以下のように、支持構造(holder)相当する4つのソリッド

を選択します。

[Apply]をクリックし、[Close]をクリックします。

7. ミラー基板についても同様に行います。Glassをミラー基板のソリッドに Glass材料を設定します。

8. ここから、解析のため、境界条件を設定します。

データツリーの「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Constraint .をクリックします。

"Constraint" にて、Clampを選択します。

"Placed on"にて、 オプション FACEを選択し、以下のように支持構造(holder)のフェイスを選択します。

[Apply]につづき[Close]をクリックします。

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9. データツリーで「Model」を選択し、Load をクリックします。(*1)

"Load"にて、Accelerationを選択します。

Amplitudeを 9.81 m/s2にセットし、-Z軸方向を以下のように選択します。

"Placed on"にて、MODELを選択します。

[Apply]につづき[Close]をクリックします。

解析データの設定はこれで完了です。

データツリーの「Used Data」セクションは、以下のようになっています。

(*1)

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Mesh the model:メッシュ生成

1. これからモデルにメッシュを生成します。Mesh Module .をクリックします。

このモジュールでは、メッシャーが、問題が定義されたジオメトリを、離散化し FEMモデルを生成しま

す。これを行うためのデフォルトの手順がありますが、メッシュ制約を与える手順にて行います。

2. データツリーで「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Length をクリックします。

「Average Length」ウインドウで、"Average Mesh Size"として、2mmを入力します。

3. データツリーで「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Element Type をクリックします。

"Shape"にて、tetrahedron.を選択します。

"Order"にて、linear. を選択します。

"Method"にて、Delaunay-Voronoi. を選択します。

[Apply]につづき[Close]をクリックします。

4. データツリーで「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Generate をクリックします。

全てのデフォルト設定が問題なければ、 [Apply]をクリックします。

メッシュが生成され、データツリーの「Mesh section」は以下のようになります。

これにて、メッシュが生成され、解析を実行することが可能です。デモライセンスの場合、ソルバの実行は

できません。この場合、OOFELIEの資料にて、例題フォルダに収められている本例題の結果を開いてくだ

さい。

1. メニューバーから「File - Open」を選択します。

2. Examples icon . をクリックします。

3. "sfield"を選択し、 "Optics"を選択します。そして、"ParabolicMirror.sfield"ファイルを選びます。同じフ

ォルダに、ZEMAX updated file もあります。

4. "ParabolicMirrorUpdatedFromStep1.zmx"をコピーしてください。

5. 引き続き、結果を確認してください。

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Run the calculations:解析の実行

1. Optothermomechanical Analysis または Multiphysical Analysisのライセンスをお持ちの場合、Solver

module をクリックしてください。

2. Convert and Launch . をクリックしてください。

3. 「Files & Memory」タブをクリックしてください。

"Zemax Input File"欄に、 ZEMAX problemの場所を入力してください。これは、既存の ZEMAXファイ

ルで、これには光学問題が記述されています。"Zemax Output Directory"欄には、更新された ZEMAXフ

ァイルのフォルダを入力します。OOFELIEがオリジナルの ZEMAX problemのコピーを用い、ユーザー

が指定したフォルダにこのコピーを保存します。その理由は、光学の問題が更新されるためです。光学面と

して定義されたサーフェスは、ZEMAX problemにおけるサーフェスタイプの変更につながります。そのタ

イプは、"Assign the Analysis data"ステップにおいて選択されたタイプとなります。今回のケースでは、

ZEMAX problemで定義された初期の標準サーフェス(initial Standard surface)が、ゼルニケ標準サーフェ

ス(Zernike Standard on)に変換されたものとなります。

注記: "Solver Directory Path"フィールドは、自動的に入力されます。

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4. 「Static data」タブにて、take the default parameters for "Solver type"のデフォルトパラメータとして

(Linear)を選択し、"Activation of the Zemax Link" を有効にします。

"Exportation Hypothesis"欄にて、"Sag deviation"は "Surface Deviation"と呼ばれる結果と関連付けられ

ます。この出力条件 (exportation hypothesis)は、以下の式に従って、横方向の変位(transverse

displacements)を考慮します。

ここで、Zは、光軸方向に沿った節点座標(光学面の局所座標)です。ここでのモデルにおいては、光軸はグ

ローバル座標系の Z軸(OOFELIEと ZEMAXモデルの両方)と一致しています。

注記:"Only Z component"の条件を選択した場合は、光軸に沿った変形のみが考慮されます(Zは光軸方向

となっています。)。"Sag deviation and Rigid Body motion" or "Only Z component and Rigid Body

motion"の選択により、剛体運動が ZEMAXに直接出力されます(傾き・偏心・表面厚さを再現して)。一

方、OOFELIEにおいて、剛体運動は、"Surface Deviation (see Phase 2)"と呼ばれる結果の表面の変形か

ら取り除かれます。

5. 「Oofelie data」タブをクリックします。

"Linear Solver Type"欄にて、「MUMPS」を選択します。

"Number of significative digits"欄にて、「12」を入力します。

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6. スタートしない場合、ZEMAXがスタートします。

7. Convert and launch button をクリックします。

ソルバモニタリングボックスが立ち上がります。それは、5つのパネルで構成されます。

Solver information frame:現在の実行のメインソルバの設定を表示します。

the Current Stage Progress bar:実行状況をパーセント表示します。

the main Stages Tree work-flow:一連のワークフローツリーでソルバの計算ステップを表示

the Values sub-window:計算において重要な値を表示する。

the Output window:ソルバの計算ログを表示する。.

「main sequential work-flow tree」にて、カラーの指標にて各ステップの状態が確認できます。

青 :これから実行されるが、まだスタートしていないステップ

黄 :実行中のステップ

緑 (または グレーfor sub-level steps):成功裏に完了したステップ

赤 :エラーが起こったステップ

計算の終わりに、計算結果は自動的に"Results" moduleにインポートされます。新しく更新された ZEMAXファイ

ルは生成され、いくつかの重要な光学指標は、solver monitoring windowに表示されます。

"View the results"も参照してください。「solver monitoring box」と"Export Data and Launch Solver" dialogを閉

じてください。

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View the results:結果の確認

1. Result をクリックします。

結果を確認する時、データツリーの「Used data section」と「Mesh section」の全てを非表示にするのが

便利です。これらの項目を選択して、それらを非表示にするため、<H>キーを打ちます。opto-mechanical

analysisにおいてデフォルトで有効な結果は、データツリーにて選択することが出来ます。

これらのエンティティをクリックすることで、それに該当する結果のコンター図が表示されます。

2. 「Nodal Displacements」をクリック

上に示された結果を見るためには、表示画面から"top" viewを選択します。そして Criterion を

Scalarに設定します。

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3. Sag Correction (Z component)をクリックします。

Criterion を Scalar projection に設定し、Z方向を選択します。

"Sag Correction"は、ZEMAXで定義された表面サグ(surface sag)と OOFELIEのモデルの該当する表面と

の差を表しています。この結果は、光学面が OOFELIEで適切に作成されメッシュが切られていることを

確認するために用いられます。前述したように、ZEMAXからエクスポートされた CADファイルは、

OOFELIEモデルのミラーの部分の構築に用いられます。これらの二つのモデル間で、大変良い一致を実現

するには、最も簡単な方法です。特に、複雑な形状が含まれている場合に有効です。

4. Surface Deviation (Z component) の確認

Criterion を Scalar projection に設定し、Z方向を選択します。

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サグ修正(sag correction)と表面偏差(surface deviation)の両方とも、「criteria: scalar – scalar projection

on Z」にて、表示されます。Zは、光軸方向を意味します。たの2成分(X, Y)は、null値になります。

表面偏差(surface deviation)の意味は、"Calculating the results".のステップにて解説します。

これが ZEMAXにエクスポートされる光学面の変形です。構造解析の最後に、OOFELIEは、表面の変形

("Surface Deviation")をゼルニケ標準多項式(Zernike Standard polynomials)の線形結合に計算します。新

しい ZEMAXファイルは生成され、その中で Standard surface number 2がゼルニケ標準サーフェス

(Zernike Standard surface)に変更されます。計算されたゼルニケ係数(Zernike coefficients)は、ZEMAX

の"Extra Data Editor"に表示されます。

5. 表面の変形は、ZEMAXでも表示することができます。それには、表面サグ解析(Surface Sag analysis)を

選択します。ZEMAXで表面の変形(表面の全体的な変形ではない)を確認するためには、surface 2の半径

を無限大に変更し、表面サグ解析(Surface Sag analysis)を更新する必要があります。偽色による表示を以

下に示します。

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OOFELIEは、ZEMAXから以下の光学指標を取得します。それらは初期及び更新後の ZEMAXファイル

の値となります。

スポット・ダイアグラム解析の結果(results from the Spot Diagram analysis)

波面マップ解析の結果(results from the Wave Front Map analysis)

利得関数値(Merit Function values)

これらの値は、「Solver Output」ウインドウに以下のように表示されます。 再度 solver monitoring box

を開くためには、solver moduleに入り、メニューバーから「Solver - Solver Monitoring」を選択します。

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Phase 2: 支持構造(holder)のひとつのパッドへの荷重とミラーの傾き挙動

これから構造的な負荷を 10 MPa の圧力を OOFELIEの構造モデルのひとつのフェイスに負荷します。このフェイ

スは、ミラーと支持構造(holder)の間の境界で、三つのパネルのうちの一つに位置しています。これは、傾いた動き

をするスクリューの挙動をシミュレーションします。

Modify the data:データの修正

1. Analysis Data module .に移動します。

2. データツリーにて、データの"Acceleration…"をクリックし、それから右クリックと「Ignore」を選択しま

す。このデータは、これ以上考慮されることはありません。

3. データツリーで「ParabolicMirror_Holder」を選択し、Load をクリックします。

"Load"にて、「Surface Force」を選択します。

"Amplitude" を 1.0E7 Paに設定し、-Z方向を選択します。

以下のようにフェイスを選択します。(<N> keyを用い、正しいフェイスの選択の補助をします。)

[Apply]と[Close]をクリックします。

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Re-compute and view the results:再計算と結果の確認

1. Solver module にクリックして入ります。

2. それから、Convert and Launch をクリックします。ソルバーの設定を変更しないの

で、Convert and Launch button をクリックします。

3. 一度、解析が完了したら、「solver monitoring box」と"Export Data and Launch Solver"ウインドウを閉

じます。

4. Result module へ移動します。

"Surface Deviation"の結果を選択し、以下のように「criteria scalar – scalar projection on Z」を選択しま

す。

ミラーの傾きが支配的な挙動であるこの結果を確認することができます。これが、OOFELIE – ZEMAX

間のエクスポート条件(exportation hypothesis)を変更する理由となります。

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Modify the OOFELIE – ZEMAX exportation hypothesis:OOFELIE – ZEMAXエクスポート条件の修正

1. をクリックし、Solver moduleに入ります。

2. Convert and Launch tool をクリックします。

3. Static data panelにて、"Sag deviation and Rigid Body motion" をエクスポート条件(Exportation

Hypothesis)として選択します。

4. Convert and Launch button をクリックします。

5. 解析が完了したら、solver monitoring box と"Export Data and Launch Solver"ウインドウを閉じます。

6. Result button をクリックし、then select the result "Surface Deviation" and the

「criteria scalar – scalar projection on Z」を選択すると、以下のように表示されます。

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ここで、剛体運動(並進と回転)が、ミラー・サーフェスの全体の変形から取り除かれます。そして、このサ

ーフェスの弾性変形のみを確認することが出来ます。もう一度、表面偏差"Surface Deviation"が、ゼルニ

ケ標準多項式(Zernike Standard polynomials)に分解されます。そして、ZEMAXにエクスポートされま

す。Standard surface number 2 は、ゼルニケ標準サーフェス(Zernike Standard surface)に変更され、計

算されたゼルニケ係数(Zernike coefficients)は、ZEMAX の"Extra Data Editor"に表示されます。ZEMAX

にて surface 2の変形を確認するためには、このサーフェスの半径を無限大にすることを忘れないでくださ

い。ZEMAXにおいて剛体運動を除外したミラー表面の変形を取得し、以下のように表示されます。

エクスポート条件("Sag deviation and Rigid Body motion")の選択により、OOFELIEは変形を、前回のエ

クスポート条件("Sag deviation")とは別の方法で ZEMAXへ出力します。ここで、剛体運動は、ZEMAXに

おける surface 1 と surface 2の厚さを更新し、傾きと偏心(tilt/decenter)を surface 2のために取得し、以

下のように表示されます。

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"Sag deviation and Rigid Body motion"または"Sag deviation"のエクスポート条件により、剛体運動に関する以下

の情報が、OOFELIEの solver Output windowにて確認することができます。

回転角(単位:度)、回転軸の方向

ブライアント角(Bryant angles) (単位:度)

X, Y, Z軸に沿った移動距離(translations) (単位:メートル),

ミラーの頂点(mirror vertex)の最終的な位置(単位:メートル)

これらの値が以下のように表示されます。(solver monitoring boxを再度開くために、solver module に入り、メニ

ューバーの Solver をクリックし、Solver Monitoring を選択します。)

以上

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