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RayJack ONE® 5.0  ist nun verfügbar! Es ist voll neuer und beeindruckender neuer Funktionen. Hier sind die Highlights:

 

Leistung

  • Deutlich erhöhte Simulationsgeschwindigkeit und niedrigeres Speicherprofil.
  • Verbesserte Skalierbarkeit des Leistungsgewinns bei paralleler Ausführung.
  • Verbesserte Simulationsgeschwindigkeit von Differential Raytracing (DRT) und Beseitigung von Artefakten.
  • Verbesserte Reaktionsfähigkeit der Systemansicht, wenn viele Strahlen oder Trefferpunkte angezeigt werden.

 

Architektur

 

  • Debugging-Unterstützung: Beheben Sie Fehler in Ihren Skripten und verstehen Sie den Datenfluss besser, indem Sie Haltepunkte setzen und den neuen Debug-Modus aufrufen. Verwenden Sie dieses Tool, um die Werte von Variablen zu untersuchen oder Hilfscode während der Skriptausführung auszuführen.
  • Flexiblere und allgemeinere Darstellung von Kurven. Die Klassen Curve2D (früher Curve) und Curve3D wurden überarbeitet und bieten viel mehr Flexibilität. Erstellen Sie Polylinien, Kegelschnitte, Béziersplines, NURBS-Kurven, parametrische Kurven und beliebige Kombinationen davon in 2D. Es ist auch möglich, Oberflächenkurven zu erstellen, d. h. 3D-Kurven, die sich an eine Oberfläche schmiegen, entweder durch Definieren einer (flachen) Kurve im Parameterraum der Oberfläche oder durch Extrahieren der Randkurve der Öffnung einer Oberfläche.
  • Die Oberflächentrimmung (Öffnungen und Grenzen) wurde durch das Trimmen im Parameterraum der Oberfläche erweitert.
  • Exakte Trimmkurven (anstelle von Polygonnäherungen) werden jetzt beim CAD-Import verwendet und auch zur weiteren Verwendung mit Standardoberflächen extrahiert.
  • Verbesserte CAD-Exportfunktionalität mit weniger Einschränkungen und höherer Genauigkeit.
  • Implementierung von Regelflächen, die stark von der großen Auswahl an neu verfügbaren Kurventypen profitieren. Regelflächen sind Oberflächen, die durch Verbinden zweier Raumkurven erstellt werden und in CAD allgegenwärtig sind.
  • Das MicroMirrorArray ist ein Modell für ein digitales Mikrospiegelgerät (DMD). Definieren Sie die globalen Ein-/Aus-Zustände, indem Sie entweder Neigungsachse und Winkel oder die jeweiligen Oberflächennormalen direkt angeben. Der individuelle Zustand jedes Mikrospiegels wird dann durch eine Distribution2D gesteuert. Kann leicht an DLPs (Intel) und andere Spiegelgeräte angepasst werden.
  • Die Durchführung kolorimetrischer Analysen mit der CIE-Klasse wurde hinsichtlich der Erweiterbarkeit überarbeitet. Wählen Sie zwischen verschiedenen Standardbeobachtern (2° oder 10°) oder importieren Sie Ihre eigenen Farbabgleichfunktionen. Gängige RGB-Farbräume wurden implementiert (werden in Zukunft je nach Bedarf erweitert).
  • Simulieren Sie die Beugung von kreisförmigen Gittern, wie sie beim Diamantdrehen von Oberflächen auftreten können.
  • Zeigen Sie in der Systemansicht ein Infofeld mit benutzerdefiniertem Inhalt an, um Ihre Arbeit besser zu dokumentieren.
  • Nachbearbeitungsdetektoren auf Verteilungsbasis können verpasste Strahlen registrieren.
  • Kontrolle über das Split-Verhalten von Beobachtungsstrahlen.
  • RayFilter.History.Interactiontestet, ob ein Strahl eine Interaktion des angegebenen Typs hatte, optional beschränkt auf einige angegebene physische Objekte.

GUI

 

  • Die automatische Vervollständigung ist jetzt auch in der Python-Konsole verfügbar.
  • Neugestaltung des Willkommensfensters, einschließlich Zugriff auf kürzlich geöffnete Projekte und Skripte
  • „Tipp des Tages“ hilft Anfängern beim Einstieg und bietet erfahrenen Benutzern Tricks, die sie möglicherweise noch nicht kennen.
  • Neugestaltung der Dialoge in der Systemansicht; Namen physischer Objekte werden jetzt per Mausklick angezeigt (bereit zum Kopieren in die Zwischenablage) und auch im Objektbaum hervorgehoben.
  • Optional können in der Systemansicht Punktwolken von der Schnittebene beeinflusst werden.#
  • Fehlermeldungen und ihre jeweiligen Traceback-Informationen in der Ausgabekonsole enthalten aussagekräftigere Zeilennummern und Skriptnamen.

 

Skriptbibliothek

 

  • TargetFinder wurde grundlegend überarbeitet, um die Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität zu verbessern. Es kann Tage an Arbeit beim Erstellen von Zielen für die Wichtigkeitsstichproben sparen und ist das umfassendste und flexibelste Tool auf dem Markt.
  • Optimizer wurde grundlegend überarbeitet, um die Benutzerfreundlichkeit und Funktionalität zu verbessern. Es ermöglicht jetzt die Überwachung des Optimierungsfortschritts und die vollständige Rekonstruktion des Optimierungsverlaufs.

RayJack ONE® ist der nicht-sequenzielle Raytracer von Hembach Photonik – das neue Tool für die Analyse optischer Systeme. RayJack ONE® bietet ein Maximum an Flexibilität und Kontrolle über Simulationen.

 

Neue Herausforderungen in der Optik erfordern neue Ansätze. RayJack ONE® ist ideal für Wissenschaftler und Ingenieure, die eigene Lösungsstrategien in der Optik entwickeln wollen oder müssen. 

 

Die Stärken von RayJack ONE® in Kürze:

 

  1.  Freies Programmieren durch Python-Interface. Unterstützung durch intuitives und transparentes Sprachkonzept, Syntax-Highlighting und Autovervollständigung von Befehlen.
  2. umfassende Möglichkeiten zur geometrischen und physikalischen Modellierung zusätzlich Grafikausgabe in Präsentationsqualität.
  3. Ausgefeiltes und flexibles Detektorkonzept kann der Nutzer nicht nur Standardgrößen der Radiometrie bzw. Fotometrie berechnen, sondern eigene Messgrößen frei definieren.
  4. Weiterentwicklung auf einer klar definierten Roadmap. Die Entwicklung wurde durch die Europäische Raumfahrtorganisation ESA im GSTP-Programm gefördert.
  5. Junge, dynamisch wachsende Software. Gerne berücksichtigen wir Kundenfeedback bei der weiteren Entwicklung.
  6. Jahrzehntelange Erfahrung der Mitarbeiter von Hembach Photonik in Optikdesign und -analyse wurde bei der Entwicklung voll berücksichtigt. Wir kennen den Workflow typischer Projekte bestens und wissen um den Entwicklungsbedarf sowie die Schwächen bisheriger Lösungen.
  7. Unsere praktische Engineering-Erfahrung bildet die Basis für hochklassigen und anwendungsnahen technischen Support.

 


Rayjack ONE® Features im Detail

Leistungsstarke und flexible Benutzeroberfläche

Bei der Entwicklung von RayJack ONE® legen wir besonderen Wert auf maximale Kontrolle über den Ablauf von Simulationen.

 

Die Benutzeroberfläche bietet:

  • Skripteditor für Python mit Syntax-Highlighting und Autovervollständigung
  • Grafikausgabe in Präsentationsqualität und Animation:
    • System-Viewer zur 3D-Darstellung der Geometrie
    • Profil-View
    • Plots von Verteilungsfunktionen und 2D-Grafiken
  • Top- und Deep-Level-Zugriff auf Simulationsparameter und -module zur Umsetzung benutzerdefinierten Analysen

Umfangreiche Möglichkeiten zur Geometriemodellierung

RayJack ONE® unterstützt alle in der Optik üblicherweise benötigten Oberflächenmodelle:

 

  • Implizite und explizite Flächen wie Ebenen, Ellipsoide, Konische Flächen, Asphären,Tubus und Kegelstumpf
  • Ideale (paraxiale) Linsen
  • Aus Bezier-Splines erzeugte Flächen: Extrudierte Flächen, Rotationsflächen
  • Getrimmte Flächen (Mehrfachtrimmung mittels Boolescher- Operatoren)
  • aus CAD importierte Flächen. Unterstützte Formate: STEP, IGES, STL, OBJ (weitere Formate auf Anfrage)

Lichtquellen

 

Folgende Lichtquellen sind zurzeit implementiert:

  • Isotrope Lichtquellen
  • Ebene Lambert-Strahler mit beliebiger Randkurve
  • Strahlende Oberflächen: Jede Oberfläche kann in eine Lichtquelle mit Lambert‘scher Charakteristik verwandelt werden
  • Strahlen auf einem Gitter: Kollimiert und Punktquellen
  • Benutzerdefinierte Lichtquellen
  • Strahlen aus externen Datenbanken (LEDs etc.)
  • Resultierende Strahlen aus vorhergehenden RayJack ONE® Simulationen können als Lichtquellen verwendet werden

Modifikation von Lichtquellen:

 

  • Apodisierung (Gewichtung der Strahlen bezüglich Ort, Richtung und Wellenlänge)
  • Importance Sampling (Richtungsselektion)
  • Strahlumkehr
  • Und weiter…

Physikalische Modellierung

RayJack ONE® ist ein sehr schnell wachsendes Simulationstool. In der aktuellen Version bietet es alle Modelliermöglichkeiten, die üblicherweise beim Optik- und Beleuchtungsdesign benötigt werden: 

 

 

  • Dispersive und absorbierende Materialien, inklusive Standardglaskataloge
  • Dünne Schichten und benutzerdefinierte Coatings
  • Volumen- und Oberflächenstreuung
  • Lichtquellen mit benutzerdefiertem Spektrum
  • Beugungsgitter
  • Polarisation (Jones- und Stokes-Formalismus), Dünnschichtpolarisatoren, uniaxiale Materialien

Lichtstreuung im Volumen 

Eines der Spezialgebiete von Hembach Photonik ist die Volumenlichtstreuung, mit langjähriger Erfahrung im Bereich optische Partikelmesstechnik, Entwicklung von Diffusoren sowie Gewebeoptik.

 

Aufbauend auf diesem Know-How bietet RayJack ONE® vielfältige Möglichkeiten zur Modellierung und Analyse von Volumenstreuung:

 

  • Einfach- und Vielfachstreuung
  • Mie-Theorie und Kern-Mantel-Teilchen
  • Phänomenologische Streumodelle
  • Beliebige Partikelgrößenverteilungen und Partikelgemische
  • Zugriff auf Parameter der Einzelstreuung: Streu- und Extinktionsquerschnitte, Anisotropiefaktor, Phasenfunktion und vieles mehr

Lichtstreuung an Oberflächen

 

Eine Kernaufgabe von RayJack ONE® ist die Analyse von Streulicht. Unsere Software bietet:

 

  • Alle gängigen Modelle sowie benutzerdefinierte Modelle für die BSDF
  • BSDF für kontaminierte Oberflächen (Mie-Streuung) für beliebige Partikelgrößenverteilungen und Partikelgemische, sowie für einige standardisierte Verteilungen (Log-Normal-Verteilung, MilStd 1264C)
  • Importance Sampling (gerichtete Streuung) zur Verbesserung der Strahlenstatistik mit vielfältigen Optionen:
  • in einen konischen Winkelbereich (raumfest, um Oberflächennormale, um spekularen Strahl etc.)
  • auf eine geschlossene ebene Kurve zu (oder von ihr weg)
  • auf ein physikalisches Objekt zu (oder von ihm weg)

Verschiedene Raytracing-Algorithmen

RayJack ONE® bietet umfangreiche Kontroll- und Variationsmöglichkeiten für Raytracing:

 

  • Sequenzielles und nicht-sequentielles Raytracing
  • Differenzielles Raytracing
  • Schrittweises Raytracing
  • Monte-Carlo-Raytracing in verschiedenen Modi
  • Ray-Splitting
  • Vielzahl von Abbruchkriterien, die vom Benutzer gesetzt werden können
  • Detaillierter Report nach jedem Raytracing

Optische Analyse

 

Die radiometrische (bzw. fotometrische) Auswertung von Simulationen erfolgt wahlweise während des Raytracings („on the fly“) oder im Post-Processing. Es stehen leistungsstarke Analysetools zur Verfügung, unter anderem:

 

  • Spotdiagramm
  • Detektoren für Strahlstrom, Bestrahlungsstärke, Strahlstärke (bzw. entsprechende fotometrische Größen)
  • Benutzerdefinierte Detektoren
  • Spektrale Gewichtung
  • Filtermöglichkeiten: Sortieren der Ergebnisse nach der Zahl der Streuprozesse, Reflexionen, Optischer Weglänge (Kombination verschiedener Filter mit Boolescher Algebra möglich)
  • Analyse und Klassifikation von Strahlpfaden
  • Rekonstruktion des Ausgangszustands von Strahlen
  • Rekonstruktion der Strahlhistorie

Utilities

RayJack ONE® verfügt über eine Bibliothek zur Unterstützung Ihrer Design- und Analyseaktivitäten:

 

Benutzerschnittstelle und Grafik

  • Tools zur Erstellung benutzerdefinierter Plots sowie zur Animation
  • Edge-Editor zum Design von planaren Kurven (Aperturen etc.)
  • Erstellung und Manipulation von 2D-Verteilungsplots
  • Benutzerdefnierte Dialoge
  • Skriptvorlagen
  • „Todo“-Editor

 

Mathematik

  • Optimierung (Downhill-Simplex, Simulated Annealing). Weitere Optimierer sind kostenlos im Internet erhältlich
  • Fourier-Transformation
  • Arithmetik für 2D- und 3D-Vektoren, Matrizen, affinen Transformationen, 2D-Geraden u.v.m.
  • Interpolation und Kurvenanpassung
  • Nullstellensuche
  • Automatisches Differenzieren
  • Numerische Integration
  • Zufallszahlengeneratoren

 

Physik:

  • Physikalische Konstanten
  • Schwarzer Strahler (Strahlung innerhalb eine Spektralbandes, etc.) – wichtig für IR-Optik

 

Einheiten:

  • RayJack ONE® rechnet intern mit Millimetern als Längen- und Radiant als Winkeleinheit. Andere Einheiten können explizit eingegeben werden, z.B.,  550nm, 4.6micron, 1inch, 180deg.

Dokumentation

 

  • HTML-basiertes Online-Hilfesystem
  • Eine umfangreiche Gebrauchsanweisung im PDF-Format
  • Hunderte von Beispielskripten. Diese reichen von der Erklärung einzelner Kommandos („Code-Snippets“) bis zu komplexen Anwendungsbeispielen und können als Vorlage für eigene Skripte verwendet werden
  • Beispiele sind größtenteils direkt über die Benutzeroberfläche oder über das Online-Hilfesystem aufrufbar

Technischer Support von Experten

Wir selbst nutzen RayJack ONE® für unsere eigenen Optikdesign- und Analyseprojekte! Gerne unterstützt Sie unser technischer Support bei der Softwarebedienung und bearbeitet Kundenfeedback und Bug-Fixes. Darüber hinaus beraten wir Sie gerne zu anwendungsspezifischen Fragen.

RayJack ONE® History

Mit der Softwareentwicklung von RayJack ONE® wurde bereits im Jahr 2012 begonnen, basierend auf einer bereits existierenden Anwendungsbibliothek.

 

 

 

Zwischenzeitlich wurde die Entwicklung auch über das GSTP-Programm der ESA gefördert und meisterte das Final Review des Programms in 2021


RayJack ONE® Lizenzmodell

RayJack ONE® Lizenzen bieten wir als permanente Lizenz oder Subskriptionsbasis. Sie können Ein-Jahres- sowie günstiger Zwei- und Drei-Jahreslizenzen erwerben. Innerhalb der Lizenzdauer haben Sie Zugang zu technischem Support und erhalten alle Produktupdates und Upgrades.  Die Lizenzen sind über einen netzwerkfähigen Hardware-Key (Dongle) abgesichert.


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Bitte kontaktieren Sie uns über das untenstehende Formular oder indem Sie eine E-Mail direkt an software@hembach-photonik.de senden.

 

Gerne stellen wir Ihnen eine zeitlich begrenzte Testversion zur Verfügung, senden Ihnen die aktuelle Preisliste oder ein verbindliches individuelles Angebot.

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