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材料选择是光学设计工作流程中的重要环节。为了简化这一过程，Granta 材料选择器工具为使用 OpticStudio 的设计师提供了全面的搜索、筛选、数据检查和可视化功能，以及目录下载能力。本文介绍了 Ansys Zemax OpticStudio 中的 Granta 材料选择器工具，并演示了它如何简化有根据的材料选择，为集成多物理场仿真打开大门。
作者：Csilla Timar-Fulep
Granta 材料选择器工具简介
Ansys Granta 产品组合提供了全面的材料数据资源，包括涵盖广泛材料的丰富库，内含材料属性数据，以及业界领先的材料信息管理和智能选择解决方案。利用这些能力，用户能够优化材料数据，推动创新，并确保在各种工程工作流程中的合规性。为了简化多物理场设计并提升仿真精度与效率，Granta 集成于多种 Ansys 仿真工具中，使工程师能够在仿真工作流程内直接访问、管理和应用材料属性，从而降低创新方案的风险、成本和上市时间。
Ansys 登录
Granta 材料选择器从 2026 R1 版本起在所有 OpticStudio 版本中均可使用，位于“Libraries（库）”选项卡下的“Optical Materials（光学材料）”部分。用户需要使用 Ansys ID 登录以确认身份，或创建 Ansys 账户才能访问该工具。登录后，设计师即可开始使用该工具的材料分析和选择功能。
光学设计数据库
光学设计数据库提供了访问一个专门为光学设计目的收集的广泛供应商材料数据库的能力。该数据库中的材料数据包括关键光学特性，如折射率、内部透射率，以及随波长和温度变化的色散，还补充了热学、物理、机械和化学属性。所有随 OpticStudio 安装默认提供的材料也在 Granta 界面的光学设计数据集合中可用。
光学设计中的材料分析
Granta 材料选择器面板极大地扩展了 OpticStudio 的材料搜索和筛选功能。用户可以同时解析一个或多个选定的，甚至全部的玻璃目录，目录也可以按名称进行筛选。选定所需目录后，工程师即可开始探索其中的材料。
搜索已知材料
当设计师心中已有特定镜片材料，并希望确认其主要属性时，可以直接通过名称搜索该玻璃。所有与材料名称文本输入部分或完全匹配的结果都会列出，供选择、进一步分析和基于下文所述数据表的数据审阅。
通过筛选识别新材料
如果用户希望为光学设计寻找新的候选材料，则可按相关的光学、化学、热学、物理及机械属性进行筛选。例如，可通过折射率和阿贝数筛选适用于消色差设计的潜在玻璃；同样，也可通过折射率与热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion，CTE）筛选可见光范围内的低膨胀材料。
筛选缩小范围后，设计师还可以在列表视图中按最重要的参数对材料进行排序。接下来，用户可以基于数据表检查选定材料。
检查材料数据表
选定具体玻璃后，设计师可以查看其数据表中的属性。OpticStudio 内材料目录工具中所有可用的详细信息也在 Granta 材料选择器面板中可访问，按通用、光学、热学、物理、机械、化学属性及其他数据清晰分类，便于数据检查。此外，目录的玻璃图谱可在 Granta 中可视化，还能查看折射率与波长、色散与波长、内部透射率与波长曲线。
创建新的材料目录
获取材料数据
最后，当设计师确定感兴趣的玻璃后，可以将所选材料数据提取并保存为 AGF 文件，以便在 OpticStudio 中进一步使用。材料可基于多个目录的自定义筛选结果按任意顺序选择，方便工程师轻松定制并创建最符合设计需求的新目录。要检索数据，用户需高亮感兴趣的材料，右键点击并选择“Fetch material data（获取材料数据）”选项，启动下载过程。新生成的 AGF 文件可用自定义名称保存，默认位置与光学模型的项目目录设置一致。关于文件格式的详细信息，请参阅本知识库文章：
Zemax AGF material catalog file format
在 OpticStudio 中使用新材料目录
除了保存以供参考和后续访问外，新生成的 Granta 目录还会自动加载到活动 OpticStudio 设计的系统资源管理器中“Material Catalogs（材料目录）”下的“Catalogs To Use（使用的目录）”选择中，便于与选定材料的顺畅工作流程。由于文件格式与 OpticStudio 中所有 AGF 玻璃文件完全相同，新的 Granta 生成目录也可以使用内置的材料目录、材料分析和材料工具功能进行查看和检查。此外，这些新的 Granta 目录同样可作为玻璃替代的基础，使设计师能够有效生成相关参考数据以优化材料。关于检查材料和通过玻璃替代优化材料的更多参考，请参阅以下文章：
How to add new materials and glasses in OpticStudio
总结
Ansys Granta 材料数据是工程师提升仿真精度和可靠性的关键资源。凭借其丰富的材料库和与 Ansys 工具的无缝集成，它支持在材料选择和产品设计中的有据决策。