SigFit v2020

SigFitにより、オプトメカニカルエンジニアは、機械的な解析と光学的な解析を統合することができます。

これにより、すでに使い慣れた有限要素法や光学解析ソフトウェアを活用しながら、機械的な外乱の影響を含む光学性能の予測計算を行うことができます。

SigFitは、業界をリードする光学解析ソフトウェアとのインターフェースを持っており、ユーザーはソフトウェアを選択することができます。

光学解析 コードV、ZEMAX、OSLO

SigFitは、光学解析モデルファイルから表面処方データを読み込み、光学解析ソフトウェアが読み込み可能なマクロファイルを書き込むことで、光学解析ソフトウェアとのインターフェースを提供します。SigFitが作成するマクロファイルは、機械的な外乱の影響を取り込むために、ノミナル光学解析モデルを修正します。これらの外乱は、表面の動きや形状の変化、積算OPD、屈折率プロファイルなどが考えられます。

SigFitの解析機能は、光学解析において光学表面の変形や透過型光学部品の積分OPDを多項式フィッティングで表現することができます。

標準ツェルニケ多項式、フリンジツェルニケ多項式、X-Y多項式、非球面多項式など、様々な形式の多項式を、主要な光学解析ツールで読み取り可能なファイルにフォーマットすることが可能です。また、ベストフィットの多項式係数や残差の測定値を、報告書や後処理に便利な様々な形式で記述することができます。

SigFitは、過渡的、調和的、ランダムという3種類の動的負荷による光学表面の剛体運動、曲率半径の変化、表面RMS誤差を計算することが可能です。

有限要素解析による過渡応答と調和応答の結果は、標準的な多項式フィッティングルーチンの一部として処理されることがありますが、ほとんどのコードにある高度なダイナミクス機能は、多くの場合オプション機能です。また、SigFitがサポートする有限要素コードのランダム応答機能では、表面RMS誤差や曲率半径の変化などの量を計算することはできません。

Harmonic_Figure1aSigFitは、モード解析の手法を用いて、強制応答解析を行う前に、モード解析から得られる変位を光学的に意味のある量に分解しています。必要な有限要素結果は、モードシェイプとそれに対応する固有振動数のみです。これらの機能を説明するために、図1に示す望遠鏡モデルの主鏡の結果を以下に示します。

高調波応答

トーナル入力による光学表面の調和応答は、モード調和解析で計算することができます。荷重の定義は、節点荷重ベクトルとして指定される空間依存性と、表データとして指定される周波数依存性から構成されます。減衰は、定数モード減衰、周波数依存モード減衰、構造減衰定数、またはシグマダインが提供するDMAP alterでMSC Nastranからエクスポートした減衰マトリクスとして指定することが可能です。周波数範囲、周波数ステップサイズ、固有振動数付近で評価する余分な振動数の数は、ユーザーが入力します。また、線形線形または対数対数のいずれかの形式で、高調波負荷に対する周波数依存性の変動を手動で入力することもできます。

SigFitは、多点拘束式や設計応答式を記述したファイルを作成することで、有限要素解析ツールでの設計最適化を支援します。

これらのファイルの内容により、有限要素法解析ソフトウェアで行う設計最適化解析において、光学性能指標を設計応答として計算することができます。式が生成される応答は下表のとおりです。