Ansys宣布收购Zemax，光学战略布局再度强化！
作者：刘琼，上海安世亚太光学工程师
前言
2021年 8月 30日，Ansys公司正式发表声明宣布收购光学软件开发商Zemax公司，交易预计在2021年第四季度完成。
30多年前，还在Arizona大学念光学博士的Ken Moore，经历数个熬夜之后写出了一款用于经典镜头设计的光线追迹软件Zemax。如今，它已成为首选的成像光学设计平台，并为全球的学生、研究人员以及工程师提供无可替代的设计支持。Zemax依靠高精度光线追迹和可靠的透镜设计，几乎涉及光学制造环节中的每一个光学元件。
无论是手机到照相机，太空望远镜到人工晶状体，Zemax成功地帮助客户进行光学产品的设计及研发。
完整的光学解决方案
Ansys一直以来都在倡导提供全面的软件仿真能力。相较于传统的结构、流体、电磁，系统方向，光学领域对Ansys来说是陌生的。然而这一切正在悄悄的发生改变...
强大的光学和多物理场耦合能力
从这两年Speos、Lumerical、Zemax之间的互动表现来看，这次的收购行为既是偶然也是必然。回顾过去热门的光学解决方案方向不难发现，Ansys终于等到了Zemax。
方向一：车载摄像头的光学仿真
Speos负责解决光学场景及传感器部分的仿真，Lumerical负责解决微纳光学的仿真，提供精确的表面材料特性。在这套流程中，由于Speos需要镜头系统的畸变函数，所以在当时Speos与Zemax共同开发了Lens System Importer，籍由Zemax黑盒子文件，得到可视化透镜系统的关键光学参数，如：可变入射光瞳位置 ，二维畸变 ，二维可变效率，焦距和景深，自动裁剪（针对鱼眼）等。
如今看来，通过Zemax的加持，Ansys在未来车载摄像头方向不但具备仿真能力，而且可以对原始镜头数据进行设计，彻底实现成像与非成像的无缝连接。
方向二：汽车HUD的光学仿真
同样是Speos与Lumerical的耦合，Lumerical负责解决微纳光学的仿真，提供精确的表面材料特性。Speos的HOD&HOA提供HUD自由曲面的设计与仿真。
当时这套解决方案可能面临的挑战是，自由曲面虽然可以完美的生成，可是无法直接通过修改它自身的参数实现模型的变更。而Zemax恰恰具备这方面的实力。未来，Ansys在HUD方向的设计与仿真能力非常值得期待。
方向三：光机热跨学科联合仿真
在以往，成像光学镜头、光学传感器、激光通信、显微光刻等产品的研发中都有对光机热跨学科仿真的需求，一旦收购后Zemax接入到Ansys Workbench当中，这种综合全面的解决方案能够简化工作流程，使光电、光学、机械和制造工程师之间的沟通更加顺畅，从而帮助用户更快地开发出最佳设计。例如汽车头灯的联合仿真、光学镜头的温漂对成像结果影响的仿真、光机系统的杂散光仿真都会到达一个前所未有的新高度。
出色的优化能力
光学仿真中的优化是研发流程中削减成本、缩短设计周期非常关键的环节。在成像光学中大体的思路为通过改变系统参数值，使评价函数减小，从而提高系统性能。但是无论采用哪种算法，例如 Damped Least Square（DLS）、Orthogonal Descent（OD）、还是Genetic Algorithm（GA）都有它自身的局限性。
作为一种灵活、用户友好型的专业优化软件工具，Ansys optiSLang利用优秀的算法，配合最佳元模型(MOP)方法，可以帮助光学用户有效解决具有挑战性的RDO任务。
截至目前optiSLang与Speos、Lumerical、Zemax都有过产品优化的成功经验。因此我们有理由相信，这一方式会得到广泛的应用。
机遇与挑战
笔者认为，无论是Speos、Lumerical还是Zemax，在其单独分领域都有着非常辉煌的过去。Ansys需要思考的问题是，如何巧妙的把这些以往相对独立的软件在共同的平台上实现快速整合，同时发挥每个产品的长处，增加用户粘性，最终实现共赢。
正如Zemax创始人Ken Moore博士的愿景“ to offer a rock-solid physics architecture, to uphold a culture of excellence and innovation, and to always listen to our customers”所说的那样，坚持倾听客户，坚持卓越与创新。希望Ansys对Zemax的收购，能成功为更多行业及客户提供有效解决方案。当然，Ansys用近些年来一次次的新购计划，证明了它具备这样的能力。
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