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在本文中，为用户提供了一组Python代码，用于在Zemax和SPEOS之间转换源文件。
有些光源，如 .IES 文件，可在 SPEOS 和 Zemax 中进行载入和读取。然而，IES 源文件只包含角数据，只有当光学系统位于光源远场时才适用。如果我们想要在光源文件中包含位置数据，则对应的光源文件格式在 SPEOS 和 Zemax 中是不同的。在 SPEOS 中，对应文件为 .RAY 文件；在Zemax中，有两种对应文件格式，即 .DAT（单色）和 .SDF（多色）。
在第一部分中，我们描述了 Zemax 与 SPEOS 分别使用的光源文件格式。
在第二部分中，我们描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代码将 Zemax 光源转换为 SPEOS 光源，所使用的示例光学文件为 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Zemax.dat。
在第三部分中，我们描述了如何使用文章中所提供的的 Python 代码将 SPEOS 光源转换为 Zemax 光源，所使用的示例光学文件为 rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Speos.ray。
在本章节中，介绍了 Zemax 和 SPEOS 的光源文件格式。但这并不是本文的主要目的，但用户可以按照这里描述的定义创建自己的 SPEOS 或 Zemax 光源文件。
.RAY、.SDF 和 .DAT 的文件格式都是以二进制形式定义的。二进制光源文件包含一个数据头结构，然后是每条光线的数据。SPEOS 和 Zemax 光源文件包含不同的数据标题信息，光线数据也将按照不同的顺序定义。
1.1 SPEOS 光源文件格式
SPEOS 光源文件数据标题结构将包含 28 字节，即 7 个双精度数值，分别表示如下内容：
1：辐射功率
2、3、4、5、6：定义光线文件的版本
7：光度学功率
在文件数据标题之后定义了每条光线的数据，每条光线将包含 8 个双精度数据：
X, Y, Z 表示光线的位置
L, M, N 表示光线的方向
Wavelength 表示光线的波长
Energy 表示光线的能量，以 Watts 为单位
1.2 Zemax 光源文件格式
Zemax 光源文件的格式在 Zemax 帮助手册中的如下章节中有详细描述：
The Setup Tab > Editors Group (Setup Tab) > Non-sequential Component Editor > Non-sequential Sources > Source File
在本文章中，我们也将简单进行说明。Zemax 二进制光源文件将具有 208 字节，其中对应为：
描述部分包含 100 字节，其他数据的大小为 4 字节，请在您创建自定义光源文件时对此谨慎。
ray_format_type 必须为 0（仅光通量格式）或 2（光谱颜色格式），不支持其他格式类型。当且仅当 ray_format_type 为 0 时，则 flux_type 为 0 Watts，以及 1 Lumens。对于光谱颜色格式，光通量必须以 Watts 为单位，波长必须以 μm 为单位。
在数据标题之后定义光线结构，光线结构格式取决于光线格式类型。
以下为单色光源的光线格式：
SPEOS 光线数据也相同，X、Y、Z 表示光线位置，L、M、N 表示光线方向。Zemax 光源文件中的光通量等效于 SPEOS 中的能量数据。
以下为复色光源的光线格式：
1.3 Speos 与 Zemax 光谱文件格式
有时我们可以找到与光源文件一起提供的光谱文件，所以我们添加了这一部分，以便光谱文件可以得到转换和应用。两个光谱文件都是文本格式定义的。
SPEOS 光谱文件以扩展名 *.spectrum 结束，将包含以下信息：数据标题、名称、波长总数和它们的权重、具体波长和权重。
Zemax 光谱文件以扩展名 *.SPCD 结束，并且放置在 <objects>\Sources\Spectrum 文件夹中。文件将用于描述光源颜色模拟的用户自定义光谱。文件格式为以下形式的成对数据：
# comment <optional>
wavelength1 weight1
wavelength2 weight2
etc...波长数据以 μm 为单位，并且需要以升序的形式排列。权重则表示为相对功率单位的无量纲形式。请注意定义的数据最少为 3 对，最多为 200 对。
本章节解释了如何使用 Python 代码将 Zemax 光源文件转换为 SPEOS 光源文件。
2.1 执行 Python 代码
打开 Python IDLE 程序，注意本文中使用的 Python 版本为 3.9.2。
点击 文件 > 打开：
选择本文附件 ZIP 中名为 Convert_ZEMAX_to_SPEOS.py 的文件。在执行文件之前，请确保您已经将光源文件的路径进行了对应修改：
如需要，修改 theZemaxSpectrumPath 至电脑内光源文件对应的路径：
如果您倾向于在图形用户界面中选择文件，您可以将后续三行的代码取消 “注释” 设置：
后续，点击运行模块：
在文章附件中，我们提供了后续使用的光源文件，用于介绍如何使用对应转换器，文件为：
rayfile_LCB_G6SP_100K_20210701_Zemax.dat.
注意，通过 .DAT 的文件尾缀可以了解到该文件为单色光源文件，我们也支持 .SDF 文件的转换。
在转换过程中，将输出一些重要的信息。转换后得到的文件将保存至原光源文件相同的路径当中。
2.2 Zemax 中的角向和位置分布结果
为了验证光源文件转换前后的一致性，我们将光源文件载入了 Zemax OpticStudio 后进行了光线追迹。
光源文件位于：\Document\Zemax\Objects\Sources\Source 文件夹，如此可以直接从光源文件列表中进行选择。
下图为光源文件和光源类型的选择：
我们创建了一个极探测器 (Detector Polar) 用于观察角向分布情况。最大的角度为 180 度，并且径向和角向像素数量设置为 180。
同样也创建了一个矩形探测器 (Detector Rectangle)，参数为 Z = 1mm、X Half Width = Y Half Width = 10 mm 以及 #X Pixel = #Y Pixel = 100。也将使得我们可以在 1mm 之外查看光源发出的光斑情况。
以下为光源的角向和位置分布：
2.3 SPEOS 中的角向和位置分布结果
以下为 SPEOS 中的探测器参数：
以下为在 SPEOS 中查看到的光源角向和位置分布情况：
本章节解释了如何使用 Python 代码将 SPEOS 光源文件转换为 Zemax 光源文件。由于 SPEOS 光源文件将包含波长信息，转换得到的 Zemax 文件将始终为 .SDF 文件。
3.1 执行 Python 代码
我们将再次使用 IDLE Shell 3.9.2 运行对应代码。使用的 Python 代码文件名为：
Convert_SPEOS_to_ZEMAX.py
将文件路径修改为电脑中存放以下光源文件的路径：
rayfile_LCB_G6SP_100k_20210701_Speos.RAY
如需要，修改 SpeoSpectrumPath 至电脑中光源文件所处的路径：
点击执行模块：
如果在 Python 窗口中未出现任何警告或错误，通常情况下表示转换成功：
3.2 SPEOS 中的角向和位置分布结果
我们将使用与上述示例相同的探测器参数执行模拟，将得到与我们先前转换完全相同的角向与位置分布结果：
3.3 Zemax 中的角向以及位置分布结果
生成的光源文件将位于：<data>\Objects\Sources\Source 文件夹中，并且可以选择成为光源文件。
转换得到的光谱文件为：LCB_G6SP_20210701_spectrum.spcd，需要被放置在 <data>\Objects\Sources\Spectrum 文件夹，并且可以选择作为光源文件：
将使用与上述示例相同的探测器设置：
以下为最终得到的角向和位置分布结果：
3.4 其他注解
请注意 SPEOS 并不是唯一可以生成 .RAY 光源文件的软件。
如果在转换过程中收到 “Warning: File size is not 28 + 8 * 4 * N ? Please verify if it is a SPEOS .ray file.” 的错误提示，表示转换得到的光源文件中将丢失部分光线数据。
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