偏光顯微分析的案例
基于NX Nastran的顯微鏡部件結構靜力分析及優化設計
摘 要：以顯微鏡支架為研究對象，利用NX12.0軟件Nastran模塊對顯微鏡支架部件進行前置處理、理想化幾何體、三維四面體網格劃分等，生成對應的模型。采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結構設計優化點。通過NX Nastran仿真對顯微鏡支架結構建模進行驗證，對顯微鏡支架部件結構強度和剛度進行校核，判斷結構設計的可靠性。依據仿真結果對顯微鏡支架的優化表明，優化后最大綜合應力減小3.403，最大應變位移減小0.078。在滿足結構穩定性的前提下，優化后支架質量減少8.5%，滿足輕量化設計需求。
關鍵詞：顯微鏡;靜力學分析;Nastran;優化設計;
0 引言
由于顯微鏡機構的復雜性，用傳統方法和手段設計和分析容易導致設計不夠準確。因此顯微鏡支架部件的結構設計尤為重要。目前顯微鏡支架部件可通過簡化公式、試驗以及有限元分析進行評估和優化設計。顯微鏡產品設計除了利用三維軟件建立模型外，有限元分析屬于最關鍵的環節。新產品設計中，應力、應變、力矩、變形等的計算需要應用有限元方法來計算，加上安全裕度后可以在理論上驗證設計的可靠性。
本文首先應用NX 12.0軟件中的Nastran模塊[1]對顯微鏡支架部件進行有限元分析，得出支架的應力及位移云圖，觀察整個支架在受力情況下的變形量，分析材料的選取和結構設計的可行性，驗證結構穩定性。采用Nastran模塊對支架部件進行有限元分析后再進行優化設計，免除了零件或樣機的制作，提前修正產品設計。對支架壓鑄件壁厚和結構進行分析，通過增加支架提手、修改支架壁厚等方式建立優化后的模型，并進行對比，以優化后的結構滿足穩定性、強度和剛度、以及減輕質量的需求。
1 顯微鏡支架三維參數模型的建立
顯微鏡支架用于支撐顯微鏡的各個部件，其加工精度和使用過程的變形量有很高要求。
展開 [VirtualLab] 熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。
- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]
? 實際系統的性能分析
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]
? 使用Debye-Wolf積分作為參考
- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8.
展開 VirtualLab Fusion熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。
- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]
? 實際系統的性能分析
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]
? 使用Debye-Wolf積分作為參考
- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
更多信息
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
展開 VirtualLab Fusion熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。
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? 實際系統的性能分析
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8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
更多信息
- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
展開 
高NA顯微鏡系統的離軸成像分析
摘要
成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。該用例演示了具有不同橫向偏移距離的離軸物點的成像，來檢查像差的影響。
建模任務
建模技術的單平臺互操作性
光在系統中傳播時會遇到不同的組件并與之相互作用。對于系統的這些元件中的每一個，都需要在精度和速度之間提供良好折衷的合適模型：
連接建模技術：自由空間傳播
連接建模技術：物鏡
透鏡系統組件
連接建模技術：管狀透鏡
連接建模技術：探測器
探測器的自動橫向定位
探測器的自動縱向定位
系統概述
具有橫向位移的焦平面上的輻照度
深入技術：附件探測量
對于這個用例，我們只測量焦斑的輻照度。盡管可以通過添加更多的探測器附加組件來計算額外的物理量，如照度、輻射通量等。
然而，在這種特定的用例中——為了避免錯誤消息——有必要稍微調整Parameter Coupling的可編程片段，如下所示。其背后的原因是，用于計算焦平面的算法基于Ray Result Profile引擎，該引擎與大多數計算物理量的探測器插件不兼容，因此需要為參數耦合算法禁用它們。
展開 熒光顯微鏡的彩色效應分析
摘要
由于發射波長和照明波長的差異，色差在反射型熒光顯微鏡中扮演著十分重要的角色。另一方面，這種顯微鏡系統常采用高數值孔徑物鏡。因此，在性能分析時必須考慮矢量效應。在VirtualLab Fusion中，可以利用全矢量方式對高數值孔徑物鏡的彩色效應進行分析。我們對示例專利物鏡的性能進行了評價。
2. 建模任務
3. 照明波長473nm的性能
4. 發射波長568nm的性能
5. 圍繞發射波長568±30nm的性能
6. 走進VirtualLab Fusion
7. VirtualLab Fusion的工作流程
? 由Zemax OpticStudio?導入透鏡系統。- Import Optical Systems from Zemax [使用案例]? 實際系統的性能分析- Analyzing High-NA Objective Lens Focusing [使用案例]? 使用Debye-Wolf積分作為參考- Debey-Wolf Integral Calculator [使用案例]
8. VirtualLab Fusion技術
9. 文件信息
展開 高NA顯微鏡系統分析偶極子源的PSF
對此類點源的PSF進行分析是非常重要的。在VirtualLab Fusion中內置了偶極子源。通過連接復雜的高數值孔徑顯微鏡系統，可以在VirtualLab Fusion中直接計算其PSF。
2.建模任務
VirtualLab Fusion 構建系統
1.系統構建模塊
2.組件連接器
幾何光學仿真
以光線追跡
1.結果：光線追跡
快速物理光學仿真
以場追跡
1.焦平面上的PSFs
2.在X方向傾斜30°平面上的PSFs
3.總結
文件信息
了解更多
- Analyzing High-NA Objective Lens
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
- Single Molecule Imaging by High-NA Fourier Microscope
展開 [NEWSLETTER] 高NA顯微鏡系統的離軸成像分析
摘要
成像系統的離軸PSF經常受到由應用的光學部件（例如顯微鏡系統）引入的像差的影響。因此，焦點并不像理想預期的那樣對偏移完全不變。
VirtualLab Fusion提供了一種快速方便的方法，可以使用高NA顯微鏡檢查光傳播和離軸成像的PSF。該用例演示了具有不同橫向偏移距離的離軸物點的成像，來檢查像差的影響。
建模任務
建模技術的單平臺互操作性
光在系統中傳播時會遇到不同的組件并與之相互作用。對于系統的這些元件中的每一個，都需要在精度和速度之間提供良好折衷的合適模型：
連接建模技術：自由空間傳播
連接建模技術：物鏡
透鏡系統組件
連接建模技術：管狀透鏡
連接建模技術：探測器
探測器的自動橫向定位
探測器的自動縱向定位
系統概述
具有橫向位移的焦平面上的輻照度
深入技術：附件探測量
對于這個用例，我們只測量焦斑的輻照度。盡管可以通過添加更多的探測器附加組件來計算額外的物理量，如照度、輻射通量等。
然而，在這種特定的用例中——為了避免錯誤消息——有必要稍微調整Parameter Coupling的可編程片段，如下所示。
展開 [VirtualLab] 高NA顯微鏡系統分析偶極子源的PSF
對此類點源的PSF進行分析是非常重要的。在VirtualLab Fusion中內置了偶極子源。通過連接復雜的高數值孔徑顯微鏡系統，可以在VirtualLab Fusion中直接計算其PSF。
2. 建模任務
?
VirtualLab Fusion 構建系統
1. 系統構建模塊
2. 組件連接器
?
幾何光學仿真
以光線追跡
1. 結果：光線追跡
?
快速物理光學仿真
以場追跡
1. 焦平面上的PSFs
2. 在X方向傾斜30°平面上的PSFs
3. 總結
文件信息
了解更多
- Analyzing High-NA Objective Lens
- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
- Single Molecule Imaging by High-NA Fourier Microscope
展開 高NA顯微鏡系統分析偶極子源的PSF
對此類點源的PSF進行分析是非常重要的。在VirtualLab Fusion中內置了偶極子源。通過連接復雜的高數值孔徑顯微鏡系統，可以在VirtualLab Fusion中直接計算其PSF。
2. 建模任務
VirtualLab Fusion 構建系統
1. 系統構建模塊
2. 組件連接器
幾何光學仿真
以光線追跡
1. 結果：光線追跡
快速物理光學仿真
以場追跡
1. 焦平面上的PSFs
2. 在X方向傾斜30°平面上的PSFs
3. 總結
文件信息
VirtualLab：高NA顯微鏡系統分析偶極子源的PSF
對此類點源的PSF進行分析是非常重要的。在VirtualLab Fusion中內置了偶極子源。通過連接復雜的高數值孔徑顯微鏡系統，可以在VirtualLab Fusion中直接計算其PSF。
2.建模任務
VirtualLab Fusion 構建系統
1.系統構建模塊
2.組件連接器
幾何光學仿真
以光線追跡
1.結果：光線追跡
快速物理光學仿真
以場追跡
1.焦平面上的PSFs
2.在X方向傾斜30°平面上的PSFs
3.總結
文件信息
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- Resolution Investigation for Microscope Objective Lenses by Rayleigh Criterion
- Single Molecule Imaging by High-NA Fourier Microscope
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一文看懂金屬顯微結構分析（轉自材易通）
顯微結構分析是人們通過光學顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透視電子顯微鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）等分析儀器來研究金屬材料、復合材料、各種新材料等的顯微組織大小、形態、分布、數量和性質的一種方法。
顯微組織是指如晶粒、包含物、夾雜物以及相變產物等特征組織。利用這種方法來考查如合金元素、成分變化及其與顯微組織變化的關系：冷熱加工過程對組織引入的變化規律；應用金相檢驗還可對產品進行質量控制和產品檢驗以及失效分析等。故材料微觀結構檢查是材料質量管控的關鍵環節。
應用領域：
航空航天、能源、機電、汽車、交通運輸、計算機、通訊、儀器儀表、家電、醫療、輕工、冶金等。
非金屬夾雜物評定
目的：
鋼中非金屬夾雜物會降低鋼的機械性能，特別是降低塑性、韌性及疲勞極限。嚴重時，還會使鋼在熱加工與熱處理時產生裂紋或使用時突然脆斷。非金屬夾雜物也促使鋼形成熱加工纖維組織與帶狀組織，使材料具有各向異性。嚴重時，橫向塑性僅為縱向的一半，并使沖擊韌性大為降低。因此，對重要用途的鋼（如滾動軸承鋼、彈簧鋼等）要檢查非金屬夾雜物的數量、形狀、大小與分布情況。
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