Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

摘要:为了将Zemax的光学系统设计和分析功能与Matlab强大的矩阵计算和数据分析功能很好地结合起来,对Matlab和Zemax的DDE(dynamic data exchange 动态数据交换)通信技术进行了研究,并将其应用于计算机辅助调腔技术的数值模拟过程中。通过动态数据交换完成Matlab对Zemax的控制,实现了二者之间的数据传递,即在Matlab的控制下,实现对光学系统结构的改变,并获取输出光束的Zernike多项式系数值,从而大大方便后续数据处理工作。同理,其逆过程可以将计算得到的结果反馈到光学系统中,用于系统优化。二者的动态数据交换技术可提高研究过程中数据的可靠性和工作效率。


关键词:计算机辅助设计;Zemax软件;Matlab软件;动态数据交换;光学设计


引言

多年来,很多单位引进了ZEMAX软件,它是一家美国公司推出的一个综合性光学设计软件。功能强大,集成了现在的光学设计工程师们想拥有的所有超强特性,包括设计、优化、分析、公差估计、各种光学系统像质评价与系统图以及报表文档输出,支持用户开发的宏和扩展动态链接库等诸多功能"并通过简便直观的用户界面,为光学系统设计者提供了一个方便快捷的操作手段。由于其优越的性价比,近几年来ZEMAX在光学设计领域所占份额越来越大,在全球已经成为最为广泛采用的软件之一。在我国,使用ZEMAX进行光学设计的技术人员也与日俱增。


而Matlab由于其集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,可方便地应用于数学计算、算法开发、数据采集、数据分析和可视化等方面,编写程序更加快捷方便,在科研领域得到了普遍应用。


在光学系统测试和模拟中,不仅需要经常用ZEMAX产生一些图表和数据信息,还要经常对这些数据进行分析和处理。这个过程显然只在ZEMAX中是不易完成的,具有强大的科学计算功能的Matlab成为首选"所以把Matlab和ZEMAX连接起来相互传递数据,可以发挥它们各自的优势,大大提高了工作效率。这就要求Matlab和ZEMAX之间能够进行动态数据交换(简称DDE)本文通过研究,对Matlab和ZEMAX之间的DDE技术进行了介绍,并将其应用于谐振腔的计算机辅助调节过程中。


1 DDE技术简介

DDE是允许各WINDOWS应用程序间交换数据的通信机制。应用程序可以借助DDE通话实现彼此间的通信。请求建立对话的应用程序称为客户(CLIENT),而响应对话请求的应用程序被称为服务器(SERVER)。WINDOWS平台上的Matlab作为一个应用程序,也具有借助DDE与其他应用程序通信的功能。


在ZEMAX和Matlab的DDE通信中,ZEMAX通常是作为SERVER而Matlab作为CLIENT。对ZEMAX的操作通过一系列数据项的通信对话实现,这些数据项称为"item"。这些item可以让ZEMAX执行某个功能或进行某项计算。


当Matlab以客户身份建立DDE通信时,可以使用Matlab DDE客户函数建立和保持对话。Matlab客户模块包括一系列函数,这里主要介绍一下我们用到的一些函数的功能:


1)ddeinit:启动DDE对话,建立一个通道号,以后的操作均通过这个通道号,以后的操作均通过这个通道号进行。


......


Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

图1. DDE通信技术在计算机辅助调腔中的运用过程框图


Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

1.凸面镜;2.凹面镜;3.输出耦合镜;4.小平面镜

图2. 用ZEMAX模拟的处于失调状态的谐振腔

......


Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

图3.系统调整前的干涉图


Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

图4.系统调整前的干涉图


计算机辅助调腔的整个模拟过程中需要经常使用ZEMAX对光学系统的结构进行变化,不断获取系统数据,并利用Matlab进行计算与处理,然后再反馈给失调的谐振腔系统。由以上简单运用实例可以看出,ZEMAX和Matlab的DDE通信技术在该计算机辅助调腔研究中的应用是行之有效的,大大提高了整个过程的工作效率。


4 结论

本文对zemax和Matlab之间的动态数据交换做了研究,并将其在光学谐振腔的计算机辅助调节的模拟过程中的运用做了举例介绍。在二者的通信对话中ZEMAX只需要打开即可,对光学系统的操作,信息获取以及数据处理等工作在Matlab中完成+这样减少了数据获取和复制的人为差错,能够提高计算精度和结果的可信度,并且可以大大提高工作效率,缩短在优化光学系统时的数据处理时间,为该技术在其他方面的多种应用研究提供了参考与借鉴。


鉴于篇幅,本文仅为节选(应用光学 第29卷 第4期),全文内容可阅读原文下载PDF文档。



N近期推荐

2021年光行天下广告位开始预订:

详情查看:http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-139367.html


了解光电技术,关注光行天下公众号


Zemax与Matlab动态数据交换及其应用研究

光行天下:http://www.opticsky.cn
广告合作:QQ 9652202 微信号 cyqdesign

免费人才与求职平台:http://hr.opticsky.cn

稿件投递:[email protected](光电相关)


您的支持,是我们坚持的动力!点赞o( ̄▽ ̄)d!

上一篇:【报告】2020年中国新能源汽车行业白皮书(附57页PDF文件下载)
下一篇:赋能智慧石化,华为助力广州石化迈向智慧石化之路

相关推荐

去年“牛”气足,今年接着舞?新年A股首个交易日,万众期待开门红(附近10年历史数据)

去年“牛”气足,今年接着舞?新年A股首个交易日,万众期待开门红(附近10年历史数据)

1209 证券时报网

2020年是不平凡的一年,也是我国多层次资本市场深化改革的一年。回首这一年,A股走势一波三折,但整体涨幅领先全球多数主要股指,其中,创业板指牛冠全球,涨幅超过60%。元旦过后,A股市场将开市交易,这也意味着,2021年行情正式开启。“春季躁动行情”能否如期而至?让我们拭目期待。去年A股表现领跑全球▲▲▲2020年,A股市场抵御了疫情的冲击,取得了良好的表现,

看完这个汇总,高校就知道如何指导学生拿到心动的offer了  | 深读数据

看完这个汇总,高校就知道如何指导学生拿到心动的offer了 | 深读数据

1398 麦可思研究

在最近热播的一档职场观察类真人秀《令人心动的offer第二季》中,我们看到了职场的竞争与残酷,也看到了大学毕业生初入职场时的众生相。虽然节目中实习生的学历背景及其工作环境与部分同学相距甚远,但依然有很多实用技能可以借鉴,并应用到面试中,提高面试的成功率。职业规划,重要!以职业规划为例,我们看到了两个截然不同的回答,哪个更受面试官青睐一目了然。实习生王骁在面试

数据安全运营视角下的数据资产安全治理

数据安全运营视角下的数据资产安全治理

460 FreeBuf

本文从运营角度谈数据资产的安全治理,通过平台化能力实现对涉敏资产识别、评估风险,及一系列治理措施达到风险收敛目的。基本定义数据资产1:拥有数据权属、有价值、可计量、可读取的网络空间中的数据集,数据资产有物理属性、存在属性和信息属性。数据资产2:数据资产是指由个人或企业拥有或者控制的,能够为企业带来未来经济利益的,以物理或电子的方式记录的数据资源。一、目标与价

国产特斯拉ModelY预订火爆致官网瘫痪?内部人士称10小时10万单数据被夸大

国产特斯拉ModelY预订火爆致官网瘫痪?内部人士称10小时10万单数据被夸大

884 腾讯自选股财讯

马上去猜-证券服务由证券公司提供-1月2日,有消息称,在国产特斯拉ModelY上线的10小时内,新车订单量突破10万,甚至导致官方网站瘫痪。特斯拉在社交平台在发布消息称,官网订单页面由于访问量激增导致无法刷新。据相关渠道透露,在官方定价公布后的10个小时内,国产ModelY总订购量就超过了10万辆。据特斯拉北京芳草地体验店的销售人员表示,近日咨询新车的客户非

这个数据与股价爆发同步!上百家机构扑向这些上市公司……

这个数据与股价爆发同步!上百家机构扑向这些上市公司……

1185 上海证券报

权威、深度、实用的财经资讯都在这里年终岁末,是股票基金激战全年排名月,但机构调研上市公司的节奏没有放缓。不少抢先布局的机构投资者已经开始把脉上市公司2020年四季度及全年订单或业绩情况。Choice数据显示,2020年12月共有121家上市公司接待了机构投资者,9家上市公司迎来逾百机构调研,其中汇川技术调研次数居于首位,月调研总量达到318次。12月机构调研

给《GTA6》开发让路!120元游戏限时免费领!杀手3实机!夜之城有坑!又是黑客该开发商内部数据被兜售!

给《GTA6》开发让路!120元游戏限时免费领!杀手3实机!夜之城有坑!又是黑客该开发商内部数据被兜售!

173 Steam社区

导读1爆料称《恶霸鲁尼2》被腰斩给《GTA6》开发让路2限时喜加一《侏罗纪世界:进化》3《2077》夜之城中有“坑”:玩家可直接跳到地图外!4《杀手3》5分钟实机演示杀手47空降迪拜最高楼5光荣特库摩服务器被黑!内部数据被以数千美元兜售6Epic正测试补丁将修复启动器CPU占用过高导致温度飙升bug1爆料称《恶霸鲁尼2》被腰斩给《GTA6》开发让路对于R星的

美国税局:纳税人数据未被黑客泄露

美国税局:纳税人数据未被黑客泄露

1154 E安全

E安全12月31日讯据报道,美国国税局(IRS)的内部监督机构近日在致立法者的一封信中表示,“没有证据”表明,由于黑客入侵国税局的网络,纳税人的信息遭到泄露。‍美国财政部税务管理监察长乔治(J.RussellGeorge)说,他的办公室在12月13日意识到网络攻击,并立即联系了国税局的计算机安全和事件响应中心。“TIGTA将继续与美国国税局合作,进行更多的法

新年快乐!全球3D打印市场研究报告、企业营收数据、行业分析,一网打尽

新年快乐!全球3D打印市场研究报告、企业营收数据、行业分析,一网打尽

1231 南极熊3D打印

祝熊友们新年快乐!有熊友问,“2020年过去了,3D打印行业的发展到底怎么样啦?”这个问题很好,但太大了。为了回答,南极熊3D打印网www.nanjixiong.com特别设立“3D打印报告数据”专栏,汇集全球3D打印市场研究报告、企业营收数据、行业分析,一网打尽!例如用200多台FDM桌面3D打印机做服务,这家美国初创公司倒闭了惜!某融资了近3千万元的3D

回首2020年,这些事件值得我们玩味
游戏

回首2020年,这些事件值得我们玩味

1597 游戏时光VGtime

2020是特殊的一年,就在我们期待次世代主机的到来,展望玩到更多佳作的时候,突如其来的疫情让许多人体会到了什么叫作真正的「全境封锁」。随着疫情的蔓延,人与人之间的关系不断疏远,居家隔离让每个人都几近成为了社会上的一座孤岛。可能唯有游戏,成为了连接的桥梁。就算疫情影响了我们的生活,这一年来我们依旧与游戏度过了美好的时光。虽然我们错过了线下参加E3、TGS等游戏

帮忙照顾猫的爸爸说猫不吃猫粮,猫:你是不是把我当傻子?
萌宠

帮忙照顾猫的爸爸说猫不吃猫粮,猫:你是不是把我当傻子?

307 撸猫教授

最近,一位网友说因为自己有事,就暂时把猫交给爸爸照顾几天。可刚把猫交给爸爸,爸爸就发信息来说:“猫咪不吃猫粮。”这就奇怪了,都是同样的粮,咋换个人喂猫就不吃了呢?赶紧让爸爸拍个照片,照片发来一看,完全懂了。猫不吃猫粮都是有原因的,看把猫气得,真想打人。猫:你把我当傻子?我感觉受到了侮辱。不知道你们有没有发现,铲屎官一些有意或无意的行为,总是让猫难以理解。我们

“我寻思着以为猫走丢了,结果...却是我眼瞎了!”
萌宠

“我寻思着以为猫走丢了,结果...却是我眼瞎了!”

1933 爱猫

爱猫全网最温暖的公众号,善良的猫奴都关注了关注小可爱,有个词语叫“躲猫猫”...所以,你们知道猫咪能有多会躲吗?今天就一起来找猫猫,挑战自己的视力!据说,网上有百万人找不到全部的猫哦!01老人与猫,舒适与慵懒,请问猫在哪?左右滑动查看答案02我天真以为装上摄像头就能找到猫了,结果还是年轻了...左右滑动查看答案03当你经意拍风景时,总有那么一只猫会跑进镜头~

晒着新年的阳光迎接新生活吧|熊猫一刻
萌宠

晒着新年的阳光迎接新生活吧|熊猫一刻

1682 iPanda熊猫频道

这只“玩偶”不合格,腿太长了!这只“玩偶”不合格腿太长了让我带回去好好量量再决定怎么办!此熊告诉你,超低“底盘”也能越野谁说超低“底盘”不能越野?事实告诉你什么“底盘”都挡不住一颗越野的心!我也想有熊这样叫醒我!这样的叫醒服务你爱了吗?为什么我的眼里常含泪水?因为我也想有熊这样叫醒我!晒着新年的阳光迎接新生活吧晒着新年的阳光迎接新生活吧!希望2021年大家的

游戏

《英雄联盟》手游上线至今获1200万次下载,收入超过1000万美元

1253 游戏干线

图/英雄联盟转载自SensorTower10月27日在日韩和东南亚上线之后,备受期待的《英雄联盟》手游于12月8日和10日相继登陆中国台湾、越南、大洋洲、欧洲、中东北非等地区应用商店。SensorTower商店情报平台显示,截至12月16日,该游戏在全球AppStore和GooglePlay获得1250万次下载,吸金1050万美元。在《英雄联盟》手游已经上市

萌宠

拍全家福倒数一半…心机汪立马冲过来霸占镜头,最后得意一笑:还是老子最帅!

1968 宠物帮萌星球

全家福什么的靠边儿站,得先给偶来张特写啦!最近,铲屎官带着狗狗Haru去露营,他们专门挑着风和日丽的时候去玩,想着天气好可以多拍几张全家福留念。可其中一张照片竟然让Haru一照成名!不少网友看后纷纷笑喷!当时,铲屎官刚架起手机支架准备拍照,想着设定秒数然后在飞快跑到老公旁边一起入镜,但每次按下定时键跑到老公身边的时候,Haru就很亢奋,还一直追她想和她玩。于

萌宠

捕鼠陷阱抓到小猫,除害老板看傻眼,赶紧抱起处理!网友:看它可怜的表情好心疼!!

1996 萌宠萌

更多精彩萌宠萌图欢迎关注【萌宠萌】微信微信号mengchongmeng有位猫奴经营了一家除害虫公司平时为店铺提供除害还有定期巡检服务就是替客户设捕鼠笼捉老鼠老板表示自己当猫奴已六年家中养的两只猫当初都是流浪猫收编回来的早前有客户打电话给他表示设置在厨房的捕鼠笼被猫咪乱入希望他赶快来处理老板赶往现场一看呆住捕鼠笼真的捕到小猫咪!他表示还是第一次见到这种情况当时

萌宠

优秀的边牧都是别人家的,自家的边牧总以为自己是…

1840 边牧在线

素材来源网络,侵删网友家是一个养狗的大户人家,养了8只狗狗和两只猫咪,四岁大的边牧Q宝,是其中最年轻,也是体型最大的狗子!身为重达64斤的壮汉,Q宝非常有幸的拥有,全家最大的狗窝!然而这货可能从小被博美们带大,所以总觉得自己也是一只博美...就总是放着好好的大床不睡,每天晚上都要去抢博美的小床!喵星人路过,都忍不住摇头:这汪厚脸皮程度堪比猫!这货倒是泰然自若

游戏

两款游戏限时免费领取!这款次世代游戏打骨折!游戏分级制度出炉!不会放大审核尺度!

754 Steam社区

导读1限时喜加一:开放世界生存《荒岛求生》!2方块平台喜加一:黑色幽默《手动的塞缪尔》免费领取3最便宜次世代游戏出现了《渡神纪》已有半价优惠4《逆转裁判123》《龙之信条》《鬼武者》销量泄露!52020年Steam同时在线用户数量逼近2300万:远超去年!6《网络游戏适龄提示》现已出炉一图流带你看明白1限时喜加一:开放世界生存《荒岛求生》!Epic连续15天