BeamXpertDESIGNER
| BeamXpertDESIGNER
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| Basisdaten
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| Maintainer | Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 639: attempt to index field 'wikibase' (a nil value) |
| Entwickler | BeamXpert GmbH |
| Erscheinungsjahr | 2018 |
| Aktuelle Version | 0.90.15 (25. Oktober 2019) |
| Betriebssystem | Microsoft Windows |
| Programmiersprache | C++, Qt |
| Lizenz | proprietär |
| deutschsprachig | nein |
| www.beamxpert.com | |
BeamXpertDESIGNER ist eine kommerzielle 3D-Simulationssoftware der BeamXpert GmbH zur Berechnung der Ausbreitung von kohärenter und partiell kohärenter Strahlung, d.h. insbesondere Laserstrahlung, in optischen Systemen, bestehend aus Linsen, Spiegeln, Prismen etc. BeamXpertDESIGNER findet Anwendung bei der Entwicklung von Optiken zur Formung und Führung von Laserstrahlung in der Industrie und in Forschungseinrichtungen.[1][2][3]
Die Software nutzt zwei physikalische Modelle. Zum einen propagiert BeamXpertDESIGNER Gauß-Strahlen mit Hilfe eines erweiterten ABCD-Formalismus (Matrizenoptik) durch den Aufbau (Beam-Modell). Zum anderen werden Strahlenbündel, bestehend aus Gauß-Hermite-Strahlen, die die Eigenschaften der Laserstrahlquelle simulieren, verwendet.
Das Beam-Modell ermöglicht auf Grund der paraxialen Näherung die Berechnung der Ergebnisse in Echtzeit, lässt jedoch modellbedingt keine Aussagen über Abbildungsfehler des optischen Systems zu. Mit Hilfe des Ray-Modells lässt sich hingegen der Einfluss von Abbildungsfehlern auf die Beugungsmaßzahl M2 der Laserstrahlung in einem zweiten Arbeitsschritt hinreichend exakt bestimmen. Die Ausgabe der Berechnungsergebnisse wie Laserstrahldurchmesser, Divergenzwinkel, Beugungsmaßzahl, Strahlelliptizität etc. erfolgt konform zu den Normen ISO 11145[4] und ISO 11146[5][6], die im Bereich der Laserphysik für die Beschreibung und Vermessung von Laserstrahlung maßgeblich sind. Damit ist die Kompatibilität zu handelsüblichen Laserstrahlcharakterisierungssystemen, die im Bereich der Laserentwicklung und Laseranwendung weit verbeitet sind, gegeben.
Die Berücksichtigung von Interferenz- und Beugungseffekten sowie das Ray-Tracing von vollständig inkohärentem Licht ist auf Grund der verwendeten physikalischen Modelle nicht möglich.
Im Gegensatz zu weit verbreiteten Optiksimulationsprogrammen wie Zemax, OSLO oder Code V, die auf einem Ray-Tracing-Ansatz beruhen und für den allgemeinen Optikmarkt ausgelegt sind, der insbesondere die Berechnung von Foto- und Videooptiken, Projektionssystemen, Leuchtenreflektoren etc. umfasst, kann BeamXpertDESIGNER mit den beschriebenen Modellen ausschließlich die Ausbreitung von Laserstrahlung in optischen Systemen berechnen. Die Beschränkung auf Laserstrahlung und die Nutzung der Eigenschaften derselben führt jedoch zu einem deutlich reduzierten Rechenaufwand und ermöglicht hierdurch eine ausgeprägte Nutzerinteraktivität.
Die Bedienung der englischsprachigen Software, die unter Microsoft Windows lauffähig ist, erfolgt mit Hilfe einer grafischen Oberfläche, die an marktübliche CAD-Programme angelehnt ist.
Entstehung[Bearbeiten]
BeamXpertDESIGNER fußt auf der Laserstrahlpropagationssoftware WinABCD in der 2D- und 3D-Version,[7] die von Bernd Eppich an der Technischen Universität Berlin und dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) seit etwa 2005 entwickelt wurde[8] und Verbreitung in Industrie und Forschung[9] fand.
WinABCD-3D wurde ab dem Jahr 2017 mit Unterstützung eines EXIST-Gründerstipendiums durch Überarbeitung der grafischen Benutzeroberfläche, Verbesserung der Funktionalitäten und Implementierung eines professionellen Kopierschutzes zu BeamXpertDESIGNER weiterentwickelt und als kommerzielles Produkt durch das Spin-off BeamXpert GmbH des FBH im Jahr 2018 auf den Markt gebracht.[10]
Im Rahmen des Gründerwettbewerb – Digitale Innovationen wurde BeamXpertDESIGNER 2017 ausgezeichnet.[11]
Weblinks[Bearbeiten]
Einzelnachweise[Bearbeiten]
- ↑ Referenzkunden in Industrie und Forschung. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
- ↑ Dissertation M. Tawfieq, Berlin, 2019, S. 82. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
- ↑ Entwurf des optischen Aufbaus in N. Werner et al., "Multi watt-level picosecond micro-laser sources in the yellow-green spectral range", 2019. Abgerufen am 17. Oktober 2019. Nicht frei zugänglich.
- ↑ DIN EN ISO 11145. Abgerufen am 16. Oktober 2019.
- ↑ DIN EN ISO 11146-1. Abgerufen am 16. Oktober 2019.
- ↑ DIN EN ISO 11146-2. Abgerufen am 16. Oktober 2019.
- ↑ WinABCD-2D und -3D auf der Website der Gruppe Chipentwurf des Departments Optoelektronik des FBH. Abgerufen am 16. Oktober 2019.
- ↑ Optical Design of Beam Delivery and Beam Forming Systems in Optik & Photonik, June 2008, No.2. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
- ↑ Dissertation T. Schmidt, Jena, 2015, S. 14. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
- ↑ "Laser simulieren leicht gemacht" von D. Eidemüller in verbundjournal des Leibniz Forschungsverbund Berlin e. V., 110|2018, S. 54–55. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
- ↑ Preisträger im Gründerwettbewerb - Digitale Innovationen. Abgerufen am 17. Oktober 2019.
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