Optica
Modellierung und Visualisierung optischer Systeme
Optica ist ein Design-Paket für die Entwicklung optischer Systeme mit Mathematica. Es basiert auf der Wolfram Language und bietet eine Vielzahl von Funktionen für die Berechnung von optischen Strahlenwegen, Abbildungen und Interferenzmustern. Durch die Integration mit Mathematica baut das Add-On auf die symbolischen, numerischen, grafische und mathematischen Fähigkeiten von Mathematica auf.
Schlüsselfunktionen
- Ray Tracing
Optica ermöglicht es, Lichtstrahlen durch komplexe optische Systeme zu verfolgen und deren Verhalten zu analysieren. Damit lassen sich Linsen, Spiegel, Prismen und andere optische Komponenten simulieren. - Wellenoptik
In Optica sind Werkzeuge zur Simulation von Wellenphänomenen, einschließlich Beugung und Interferenz zur Untersuchung von Interferometern, Gittern und anderen wellenoptischen Systemen enthalten. - Optische Oberflächen
Mit Optica können optische Oberflächen definiert und analysiert werden, um so Reflexionen und Brechungen zu studieren. - Berechnungen von Strahlengängen
Optica ermöglicht die Berechnung von Strahlengängen, Fokusabständen, Aberrationen und anderen optischen Eigenschaften. - Polarisation
Optica bietet auch Werkzeuge für die Modellierung der Polarisation von Licht, was für die Analyse von polarisiertem Licht in optischen Systemen wichtig ist.
Optica ist in zwei Versionen – Standard (SE) und Elektro-Magentische (EM) Edition – erhältlich.
Optica SE
Optica SE bietet eine Vielzahl an optischen Funktionen. Die integrierte durchsuchbare Komponentendatenbank enthält rund 7.000 optischen Teile, darunter asphärische Linsen, benutzerdefinierte Oberflächen, Resonanzhohlräume und optische Fasern. Weiterhin besteht die Möglichkeit eigene Komponenten oder Analysefunktionen zu den bereits in Optica enthaltenen zu erstellen:
- zahlreiche Optimierungsalgorithmen (ConjugateGradient, InteriorPoint, LevenbergMarquardt, Newton, QuasiNewton, DifferentialEvolution, NelderMead, NonlinearInteriorPoint, RandomSearch, SimulatedAnnealing, Simplex)
- Auswahl aus rund 7.000 Katalogkomponenten sowie Definition von Komponenten mit eigenem Verhalten,
- Auswahl aus über 500 Materialmodellen, die von Strahl- und Komponentenparametern abhängen, sowie Definition von eigenen Materialmodellen,
- sequentielles und nicht-sequentielles Raytracing,
- Durchführung von Streulicht-Analysen,
- Berechnung zeitabhängiger optischer Systeme und optischer Systeme bestehend aus Freiformflächen,
- teilweise Ausgabe von symbolischen Ergebnissen,
- Definition von Strahlquellen, bei denen alle Strahlgrößen beliebig sein können,
- verschiedene Pseudozufallsgeneratoren für Monte-Carlo-Simulationen,
- Rechnen mit geometrisch beliebigen Beugungsgittern,
- Veröffentlichung interaktiver optischer Systeme im CDF-Format,
- Polarisierungsberechnungen,
- Photon-Dichte Berechnungen.
Optica EM
Optica EM ist ein optisches Design-Paket, das elektromagnetische Berechnungen durchführt. Zusätzlich zu den Standardfunktionen von Optica SE führt Optica EM vollständige Vektorbeugungsberechnungen durch, um das Verhalten von Nanostrukturen, Photonensieben und -gittern direkt zu berechnen. Optica EM kann sowohl paraxiale als auch nicht-paraxiale, vektorbasierte, polarisationsabhängige elektromagnetische Simulationen durchführen.
Optica EM weist gegenüber Optica SE folgende zusätzliche Funktionen auf:
- Nichtparaxiale, polarisationsabhängige, vektorielle Beugungsberechnungen
- Nahfeld, außeraxiale, elektromagnetische Wellenausbreitung
- Fernfeld, außeraxiale, elektromagnetische Wellenausbreitung
- Photonensiebe
- Eschelle-Gitter
- Streifeinfalls- und Röntgenbeugungsgitter
- Meta- und nanostrukturiertes Oberflächenverhalten
- Linsenrasterbeugung und Lichtfeldanzeigen
- Wirkungsgradberechnungen für polarisationsabhängige, außermittige Oberflächengitter
- Beugung von Axikonlinsen
- Außeraxiales Verhalten von Bragg-Gittern
- Frequenzabhängige Wellenausbreitung
Gerne beraten wir Sie zum Einsatz des Mathematica-Add-Ons Optica oder erstellen Ihnen ein individuelles Angebot per E-Mail an
Optica Grafik-Beispiele
Einige ausgewählte interaktive Beispiele zu Optica finden Sie auf den Seiten des Wolfram Demonstrations Projects .
Nützliche Links
Detaillierte Liste der Features auf den Webseiten des Entwicklers Optica Software
Häufig gestellte Fragen (FAQs) auf den Webseiten des Entwicklers Optica Software
Optica Learning Center mit Video-Tutorials, Benutzerhandbuch und erweiterten Beispielen