Jerry-del975/ai-zemax-optical-design

Was macht ai-zemax-optical-design?

Automatisierte optische Design-Kompetenz für KI-Agenten für Ansys Zemax OpticStudio 2024 R1.00 über die ZOS-API – KI-gesteuerte Anforderungsanalyse, Linsenmodellierung, gestufte Optimierung und Designberichte.

Übersicht

Diese Skill-Fähigkeit ermöglicht es einem KI-Agenten (z. B. Claude Code, Cursor, Codex), den gesamten optischen Designprozess mit Ansys Zemax OpticStudio 2024 R1.00 autonom zu steuern. Sie nutzt die ZOS-API (Python.NET) für folgende Aufgaben:

• Anforderungsanalyse: Extraktion von Zielparametern aus Benutzereingaben in natürlicher Sprache (Vergrößerung, NA, Wellenlängenbereich, Sensorgröße etc.)
• Linsenmodellierung: Automatische Erstellung initialer Linsensysteme (z. B. Doubletten, Tripletts, abgewandelte Doppel-Gauß-Designs) basierend auf den Anforderungen
• Gestufte Optimierung: Durchführung mehrstufiger Optimierungssequenzen – Apertur, Bildqualität, Randbedingungen – mit intelligenten Operanden und Merit-Funktionen
• Designberichte: Generierung strukturierter Berichte (Markdown/PDF) mit Leistungsdaten, Entwurfsskizzen und Optimierungsverlauf

Unterstützte Plattformen

• Claude Code (Anthropic) – primäre Zielplattform
• Cursor (KI-Code-Editor) – über terminal-integriertes Python
• Codex (GitHub Copilot CLI) – mit entsprechender Systemeinrichtung
• Jeder KI-Assistent mit Python- und Terminalzugriff

Voraussetzungen

1. Ansys Zemax OpticStudio 2024 R1.00 installiert und lizenziert
2. ZOS-API aktiviert (standardmäßig bei OpticStudio vorhanden)
3. Python 3.9+ mit:

   pip install pythonnet numpy matplotlib
   

4. Umgebungsvariable:

   ZEMAX_ROOT=C:\Program Files\Zemax OpticStudio 2024 R1.00
   

Verwendung

Beispielprompt für den KI-Agenten

"Erstelle ein Linsensystem für einen sichtbaren Wellenlängenbereich (486 nm, 587 nm, 656 nm), Vergrößerung 4x, NA 0,3, Sensorgröße 1/2 Zoll. Verwende die ZOS-API und führe eine vollständige Optimierung durch. Generiere einen Bericht."

Ausgabe

Der Agent wird:

1. Ein initiales modifiziertes Doppel-Gauß-Design in OpticStudio aufbauen
2. Eine mehrstufige Optimierung ausführen:
   • Stufe 1: Apertur- und Brennweitenanpassung
   • Stufe 2: RMS-Spotradius-Minimierung bei mittlerer Wellenlänge
   • Stufe 3: Wellenfrontfehler-Minimierung und Randbedingungen einhalten
3. Einen Bericht design_report_YYYYMMDD_HHMMSS.md generieren mit:
   • Zusammenfassung der Designparameter
   • Optimierungsverlauf (Spotradius, Wellenfrontfehler)
   • Linsendaten-Tabelle
   • Empfehlungen für weitere Iterationen

Manuelle Steuerung

Sie können den Agenten auch bitten, nur Schritte 1 oder 2 auszuführen, oder bestimmte Optimierungsziele zu überschreiben.

Technische Details

Der Skill verwendet:

• ZOSAPI-Namespace zur Steuerung von OpticStudio
• ZOSAPI.Editors.LDE für Linsendateneditor-Operationen
• ZOSAPI.Optimization mit benutzerdefinierten Merit-Funktionen
• ZOSAPI.Analysis für Spotdiagramme und Wellenfrontanalysen

Interne SKILL.md-Struktur (für Agenten)

• steps/requirements_parse.yaml: Anleitung zur Extraktion von Designparametern aus Benutzerprompts in strukturierte JSON-Daten
• steps/model_build.py: Vorlage zur Generierung initialer Linsendateien (.zmx) basierend auf Parametern
• steps/optimize.yml: Mehrstufiger Optimierungs-Workflow mit Operanden und Zielvorgaben
• steps/report_template.md: Markdown-Vorlage für den endgültigen Bericht

Grenzen & Hinweise

• Funktioniert ausschließlich mit OpticStudio 2024 R1.00 (API-Änderungen in neueren Versionen möglich)
• Erfordert, dass OpticStudio auf demselben Rechner läuft (keine Remote-Ausführung über die API)
• Optimierungszeit: 30 Sekunden – 5 Minuten, abhängig von der Komplexität
• Der Agent kann die Skills umbenennen, aber die Funktionalität bleibt erhalten

Lizenz

MIT – Siehe LICENSE für Details.