Rayjack® ONE



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. Über sein Python-Interface kann RayJack® ONE weitgehend frei programmiert werden. Dabei wird der Nutzer durch ein intuitives und transparentes Sprachkonzept, Syntax-Highlighting und Autovervollständigung von Befehlen optimal unterstützt. Modulare, wiederverwendbare Simulationsmodelle sowie die Möglichkeit der Anbindung frei verfügbarer numerischer Bibliotheken führen zu einer enormen Steigerung der Produktivität.
  2. RayJack® ONE bietet umfassende Möglichkeiten zur geometrischen und physikalischen Modellierung und Grafikausgabe in Präsentationsqualität.
  3. Mit einem ausgefeilten und flexiblen Detektorkonzept kann der Nutzer nicht nur Standardgrößen der Radiometrie bzw. Fotometrie berechnen, sondern eigene Messgrößen frei definieren.
  4. Die Entwicklung von RayJack® ONE basiert auf einer klar definierten Roadmap und wird durch die Europäische Raumfahrtorganisation ESA im Rahmen des GSTP Programms gefördert.
  5. RayJack® ONE ist eine junge, dynamisch wachsende Software. Gerne berücksichtigen wir Kundenfeedback bei der weiteren Entwicklung.
  6. Die jahrzehntelange Erfahrung der Mitarbeiter von Hembach Photonik in Optikdesign und –analyse wurde bei der Entwicklung voll berücksichtigt. Wir kennen den Workflow typischer Projekte bestens aus eigener Erfahrung und wissen um den Entwicklungsbedarf sowie die Schwächen bisheriger Lösungen.
  7. Unsere praktische Engineering-Erfahrung bildet auch die Basis für hochklassigen und anwendungsnahen technischen Support.
  8. Last, but not least: Wir bieten Ihnen RayJack® ONE zu attraktiven Einstiegskonditionen über unser Early-Bird-Programm an (befristet bis 30.6.2021). Kontaktieren Sie uns und fordern Sie ein Angebot, eine Testlizenz und weitere technische Details an 

Rayjack® ONE Features im Detail


Leistungsstarke und flexible Benutzeroberfläche

Bei der Entwicklung von RayJack® ONE legten wir besonders 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-Graphiken
  • 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 Bool’scher Operatoren)
  • Ab Version 2 (Januar 2021): 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 weiteres…

Physikalische Modellierung

RayJack® ONE ist ein sehr schnell wachsendes Simulationstool. In der aktuellen "ONE" 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
  • Ab Version 2 (Januar 2021): 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-sequenzielles 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 Bool‘scher 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 Roadmap

Mit der Softwareentwicklung von RayJack® ONE wurde bereits im Jahr 2012 begonnen, basierend auf einer bereits existierenden Anwendungsbibliothek. Inzwischen wird die Entwicklung über das GSTP-Programme der ESA gefördert. Im Rahmen dieser Förderung ist eine klare Roadmap für die Entwicklung definiert. Diese garantiert eine zügige, planbare und gründliche Weiterentwicklung der Software. Der nächste größere Release befindet sich in der Testphase und ist für Ende Januar 2021 vorgesehen. Wesentliche Neuerungen sind:  CAD-Import, Raytracing mit Polarisation (Jones- und Stokes-Formalismus) sowie eine noch leistungsfähigere Implementierung von Detektoren.



RayJack® ONE Lizenzmodell

RayJack® ONE Lizenzen bieten wir auf 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.

 

Markteinführungspreise

Zur Markteinführung bieten wir Ihnen attraktive Rabatte. Sparen Sie bis nahezu 50% zum späteren Normalpreis einer Ein-Jahres-Lizenz.

  • Early-Bird-Discount, limitiert bis zum 30. Juni 2021.

 


Kontaktieren Sie uns!

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.

Kontaktieren Sie unsere Repräsentanten!

Für die Regionen Amerika, China, Hong Kong, Taiwan, Japan, Singapur und Malaysia kontaktieren Sie bitte unsere Repräsentanten



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