光學(xué)元件制造
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2025-12-25
光學(xué)元件制造的實(shí)例教程
"人工智能技術(shù)正在對(duì)光學(xué)元件的制造優(yōu)化流程進(jìn)行深度革新，例如俄羅斯ITMO大學(xué)1和加拿大拉瓦爾大學(xué)2目前所做的研究。
"我們應(yīng)盡可能地使用“制造鏈調(diào)制”這一技術(shù)，這樣就不會(huì)把時(shí)間浪費(fèi)在可以由軟件完成的人際交流上，"費(fèi)恩勒強(qiáng)調(diào)，"這樣就可以將更多的資源用于技術(shù)創(chuàng)新與高風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)探索當(dāng)中。"
2. “制造鏈調(diào)制”的技術(shù)勢(shì)能
"通過(guò)光學(xué)制造鏈調(diào)制技術(shù)，可在光學(xué)設(shè)計(jì)階段就對(duì)透鏡進(jìn)行可制造性驗(yàn)證，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)量產(chǎn)成本并確定關(guān)鍵制造路徑。由費(fèi)恩勒聯(lián)合創(chuàng)立的PanDao軟件，正致力于實(shí)現(xiàn)從圖紙到成品的制造鏈智能仿真。"
以制造一款用于成像的75mm直徑礦物玻璃非球面彎月透鏡（背面為球面）為例，PanDao軟件測(cè)算顯示，在10,000片批量生產(chǎn)條件下，單件成本為69歐元（圖1）。系統(tǒng)推薦采用磁流變拋光技術(shù)加工非球面?zhèn)龋褂脭?shù)控拋光處理球面?zhèn)取?圖1.75mm直徑非球面彎月透鏡的制造鏈調(diào)制流程示意圖（圖片來(lái)源：M.Tinner/ PanDao）
費(fèi)恩勒?qǐng)?jiān)信PanDao等軟件具備與光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行深度互聯(lián)的技術(shù)潛力。然而，要實(shí)現(xiàn)全制造鏈調(diào)制的規(guī)模化效益仍需攻克多重挑戰(zhàn)。費(fèi)恩勒表示，目前商業(yè)生產(chǎn)鏈的排序和工作量規(guī)劃也在進(jìn)行構(gòu)建中。
"下一階段將聚焦于調(diào)制工藝系統(tǒng)的復(fù)雜度與自動(dòng)化程度。費(fèi)恩勒指出：“如果下一階段可以實(shí)現(xiàn)，那么就能夠在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)生成鏈中都使用人工智能來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和規(guī)劃：從光學(xué)設(shè)計(jì)到制造，最終應(yīng)用于生產(chǎn)。”
參考文獻(xiàn)：
1. Livshits I.L., Glebovskyi A.S., Protsuto M.V., Volkova S.L.
展開 "人工智能技術(shù)正在對(duì)光學(xué)元件的制造優(yōu)化流程進(jìn)行深度革新，例如俄羅斯ITMO大學(xué)1和加拿大拉瓦爾大學(xué)2目前所做的研究。
"我們應(yīng)盡可能地使用“制造鏈調(diào)制”這一技術(shù)，這樣就不會(huì)把時(shí)間浪費(fèi)在可以由軟件完成的人際交流上，"費(fèi)恩勒強(qiáng)調(diào)，"這樣就可以將更多的資源用于技術(shù)創(chuàng)新與高風(fēng)險(xiǎn)技術(shù)探索當(dāng)中。"
2. “制造鏈調(diào)制”的技術(shù)勢(shì)能
"通過(guò)光學(xué)制造鏈調(diào)制技術(shù)，可在光學(xué)設(shè)計(jì)階段就對(duì)透鏡進(jìn)行可制造性驗(yàn)證，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)量產(chǎn)成本并確定關(guān)鍵制造路徑。由費(fèi)恩勒聯(lián)合創(chuàng)立的PanDao軟件，正致力于實(shí)現(xiàn)從圖紙到成品的制造鏈智能仿真。"
以制造一款用于成像的75mm直徑礦物玻璃非球面彎月透鏡（背面為球面）為例，PanDao軟件測(cè)算顯示，在10,000片批量生產(chǎn)條件下，單件成本為69歐元（圖1）。系統(tǒng)推薦采用磁流變拋光技術(shù)加工非球面?zhèn)龋褂脭?shù)控拋光處理球面?zhèn)取?圖1.75mm直徑非球面彎月透鏡的制造鏈調(diào)制流程示意圖（圖片來(lái)源：M.Tinner/ PanDao）
費(fèi)恩勒?qǐng)?jiān)信PanDao等軟件具備與光學(xué)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行深度互聯(lián)的技術(shù)潛力。然而，要實(shí)現(xiàn)全制造鏈調(diào)制的規(guī)模化效益仍需攻克多重挑戰(zhàn)。費(fèi)恩勒表示，目前商業(yè)生產(chǎn)鏈的排序和工作量規(guī)劃也在進(jìn)行構(gòu)建中。
"下一階段將聚焦于調(diào)制工藝系統(tǒng)的復(fù)雜度與自動(dòng)化程度。費(fèi)恩勒指出：“如果下一階段可以實(shí)現(xiàn)，那么就能夠在整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)生成鏈中都使用人工智能來(lái)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和規(guī)劃：從光學(xué)設(shè)計(jì)到制造，最終應(yīng)用于生產(chǎn)。”
參考文獻(xiàn)：
1. Livshits I.L., Glebovskyi A.S., Protsuto M.V., Volkova S.L.
展開 Petersburg, Russia
O·費(fèi)恩勒1與I·利夫希茨2
1瑞士布克斯應(yīng)用科學(xué)大學(xué),
2圣彼得堡國(guó)立信息技術(shù)、機(jī)械與光學(xué)研究大學(xué)，俄羅斯圣彼得堡
摘要：本文系統(tǒng)闡述為特定光學(xué)元件確定最佳光學(xué)制造技術(shù)（OFT）組合的策略，并將應(yīng)用到光學(xué)制造鏈的構(gòu)建中。為此，研究團(tuán)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了分類，并將其與光學(xué)加工技術(shù)的關(guān)鍵特性聯(lián)系起來(lái)——這些關(guān)鍵特性是通過(guò)對(duì)其加工參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析確定的。
1.簡(jiǎn)介
在光學(xué)制造技術(shù)中，可預(yù)測(cè)且穩(wěn)定的制造工藝對(duì)成本與質(zhì)量進(jìn)行可靠管理至關(guān)重要。本文闡述了針對(duì)特定光學(xué)元件與系統(tǒng)，如何來(lái)確定光學(xué)制造鏈中應(yīng)采用的最佳光學(xué)制造技術(shù)（OFT）組合的策略。
2.光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)生和分類
人類一直將光作為一種工具，用于解決日常生活中的一些挑戰(zhàn)，如探測(cè)、照明與信息傳輸。而要將光作為工具應(yīng)用，則需依賴光學(xué)系統(tǒng)。因此，光學(xué)系統(tǒng)（例如物鏡、干涉儀、光學(xué)鼠標(biāo)、內(nèi)窺鏡、望遠(yuǎn)鏡或激光器等）正是如今我們用以滿足核心需求的“光學(xué)工具”典范。在光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程中（即由多種光學(xué)元件經(jīng)合理裝配并協(xié)同運(yùn)作構(gòu)成的系統(tǒng)），需依次涉及三個(gè)核心環(huán)節(jié)：首先是“光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，其次是“光學(xué)制造設(shè)計(jì)”，最后是實(shí)際“制造”（見表1）。
表1.光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程
“光學(xué)設(shè)計(jì)師”的職責(zé)在于將客戶需求轉(zhuǎn)化為一個(gè)公差設(shè)計(jì)良好的光學(xué)系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)需包含各類光學(xué)元件（如透鏡、反射鏡、分光鏡等），并確保這些元件能按需調(diào)制透射光的特性。
隨后，由“光學(xué)制造設(shè)計(jì)師”將已完成的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格及所采用光學(xué)元件的公差要求，轉(zhuǎn)化為最佳的制造流程鏈。這一流程鏈由一系列后續(xù)制造步驟組成，需綜合考慮現(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)條件，確保在最低制造成本下實(shí)現(xiàn)最佳性能。此外，還需綜合考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、耐久性，以及制造商、終端用戶和環(huán)境的安全性。
展開 Petersburg, Russia
O·費(fèi)恩勒1與I·利夫希茨2
1瑞士布克斯應(yīng)用科學(xué)大學(xué),
2圣彼得堡國(guó)立信息技術(shù)、機(jī)械與光學(xué)研究大學(xué)，俄羅斯圣彼得堡
摘要：本文系統(tǒng)闡述為特定光學(xué)元件確定最佳光學(xué)制造技術(shù)（OFT）組合的策略，并將應(yīng)用到光學(xué)制造鏈的構(gòu)建中。為此，研究團(tuán)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了分類，并將其與光學(xué)加工技術(shù)的關(guān)鍵特性聯(lián)系起來(lái)——這些關(guān)鍵特性是通過(guò)對(duì)其加工參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析確定的。
1.簡(jiǎn)介
在光學(xué)制造技術(shù)中，可預(yù)測(cè)且穩(wěn)定的制造工藝對(duì)成本與質(zhì)量進(jìn)行可靠管理至關(guān)重要。本文闡述了針對(duì)特定光學(xué)元件與系統(tǒng)，如何來(lái)確定光學(xué)制造鏈中應(yīng)采用的最佳光學(xué)制造技術(shù)（OFT）組合的策略。
2.光學(xué)系統(tǒng)的產(chǎn)生和分類
人類一直將光作為一種工具，用于解決日常生活中的一些挑戰(zhàn)，如探測(cè)、照明與信息傳輸。而要將光作為工具應(yīng)用，則需依賴光學(xué)系統(tǒng)。因此，光學(xué)系統(tǒng)（例如物鏡、干涉儀、光學(xué)鼠標(biāo)、內(nèi)窺鏡、望遠(yuǎn)鏡或激光器等）正是如今我們用以滿足核心需求的“光學(xué)工具”典范。在光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程中（即由多種光學(xué)元件經(jīng)合理裝配并協(xié)同運(yùn)作構(gòu)成的系統(tǒng)），需依次涉及三個(gè)核心環(huán)節(jié)：首先是“光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，其次是“光學(xué)制造設(shè)計(jì)”，最后是實(shí)際“制造”（見表1）。
表1.光學(xué)系統(tǒng)的生成過(guò)程
“光學(xué)設(shè)計(jì)師”的職責(zé)在于將客戶需求轉(zhuǎn)化為一個(gè)公差設(shè)計(jì)良好的光學(xué)系統(tǒng)方案，該系統(tǒng)需包含各類光學(xué)元件（如透鏡、反射鏡、分光鏡等），并確保這些元件能按需調(diào)制透射光的特性。
隨后，由“光學(xué)制造設(shè)計(jì)師”將已完成的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)格及所采用光學(xué)元件的公差要求，轉(zhuǎn)化為最佳的制造流程鏈。這一流程鏈由一系列后續(xù)制造步驟組成，需綜合考慮現(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)條件，確保在最低制造成本下實(shí)現(xiàn)最佳性能。此外，還需綜合考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、耐久性，以及制造商、終端用戶和環(huán)境的安全性。
展開 自由曲面光學(xué)元件可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)元件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。然而，它們的加工與拋光需要復(fù)雜專業(yè)的加工設(shè)備，制造自由曲面光學(xué)元件的過(guò)程困難且價(jià)格昂貴。
以色列理工學(xué)院（Israel Institute of Technology）的研究人員開發(fā)了一種通過(guò)塑造大量可固化液體聚合物來(lái)制造自由形狀光學(xué)元件的方法，從而實(shí)現(xiàn)具有高表面質(zhì)量的自由形狀部件的快速成型。
該方法是基于控制可固化光學(xué)液體和浸沒液體之間界面的最小能量狀態(tài)，通過(guò)指定一個(gè)幾何邊界約束，并提供了一個(gè)給定邊界的解析解，來(lái)制造亞納米表面粗糙度的自由曲面組件。
這項(xiàng)工作會(huì)使定制光學(xué)元件的樣品制作速度更快，適用于各種應(yīng)用，包括矯正鏡片、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛汽車、醫(yī)療成像和天文學(xué)。
研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Moran Bercovici表示，該方法可以實(shí)現(xiàn)非常光滑的表面，并且不需要使用復(fù)雜的制造設(shè)備，制造過(guò)程也相對(duì)容易，我們可以在幾分鐘內(nèi)制造出亞納米表面粗糙度的自由形狀部件。而且，與3D打印等其他原型制作方法不同的是，即使制造組件的體積增加，制造時(shí)間仍然很短。
具有亞納米表面粗糙度的自由曲面光學(xué)元件可以在幾分鐘內(nèi)通過(guò)液體體積成型
研究人員Omer Luria說(shuō)，目前，光學(xué)工程師要為特殊設(shè)計(jì)的自由形狀元件支付數(shù)萬(wàn)美元，還要等上幾個(gè)月才能拿到，我們的技術(shù)將從根本上減少?gòu)?fù)雜光學(xué)原型的等待時(shí)間和成本，這將大大促進(jìn)新型光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展。
研究團(tuán)隊(duì)開始進(jìn)行這項(xiàng)研究的初衷是開發(fā)一種方法來(lái)制造矯正眼鏡的鏡片。研究人員Valeri Frumkin說(shuō)：“我們開始尋找一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)制造高質(zhì)量的光學(xué)組件，不依賴機(jī)械加工或復(fù)雜昂貴的制造設(shè)備。后來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)，可以擴(kuò)展我們的方法來(lái)產(chǎn)生更復(fù)雜和有趣的光學(xué)表面形狀。”
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光學(xué)元件制造的最新內(nèi)容
如果您希望優(yōu)化衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)和制造，并在市場(chǎng)中占據(jù)領(lǐng)先地位，歡迎聯(lián)系我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。
摘要
光柵是光學(xué)中最常用的衍射元件之一。如今，它們經(jīng)常被用于復(fù)雜的系統(tǒng)中，并與其他元件一起工作。在這種情況下，非常需要將光柵不僅僅是作為孤立的元件來(lái)模擬，而是與系統(tǒng)的其余部分結(jié)合，以評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)性能。VirtualLab Fusion提供了一個(gè)獨(dú)特的光柵元件，允許在光路中輕松地包含各種不同形狀的光柵，無(wú)論是一維周期光柵(層狀)，二維周期光柵，或體(布拉格)光柵。本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級(jí)次的設(shè)置和堆棧的定位
Ansys Zemax | 如何傾斜和偏心序列光學(xué)元件1個(gè)月前
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簡(jiǎn)介
本文介紹了插入坐標(biāo)斷裂曲面以允許光學(xué)元件的偏心和傾斜的過(guò)程。第一部分介紹坐標(biāo)斷點(diǎn)曲面的作用，后續(xù)部分詳細(xì)提供了其正確使用方法的教學(xué)指導(dǎo)。最后介紹了用于傾斜和偏心光學(xué)元件的簡(jiǎn)單內(nèi)置工具。
坐標(biāo)斷點(diǎn)曲面
在OpticStudio序列光線追跡模式中，表面輸入順序具有決定性作用。具體而言，透鏡數(shù)據(jù)編輯器（Lens Data Editor, LDE）
新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)：電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試專用方案
在新能源汽車研發(fā)與質(zhì)檢領(lǐng)域，電池包碰撞測(cè)試與電機(jī)耐久測(cè)試是評(píng)估核心部件安全性與可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。新能源汽車試驗(yàn)T型槽平臺(tái)作為測(cè)試的核心基準(zhǔn)載體，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能參數(shù)直接決定測(cè)試數(shù)據(jù)的性與測(cè)試過(guò)程的安全性。本文結(jié)合新能源汽車試驗(yàn)平臺(tái)、電池包測(cè)試專用T型槽、電機(jī)耐久試驗(yàn)基準(zhǔn)臺(tái)等高頻關(guān)鍵詞，針對(duì)性解析適配電池包碰撞與電機(jī)耐久測(cè)試的專用方案
GLAD中二元光學(xué)元件建模4個(gè)月前
二元光學(xué)的優(yōu)點(diǎn)——高衍射效率；獨(dú)特的色散性能；更多的設(shè)計(jì)自由度；寬廣的材料選擇；獨(dú)特的光學(xué)功能。
通常激光光強(qiáng)分布呈高斯型，而在許多實(shí)際應(yīng)用中，需要將光強(qiáng)分布加以轉(zhuǎn)換，即光束整形，如呈平頂狀和環(huán)狀等。以往人們多用計(jì)算全息法實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來(lái)人們開始研究二元光學(xué)元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學(xué)元件是在計(jì)算機(jī)制全息圖和相息圖研究發(fā)展的基礎(chǔ)上
GLAD中二元光學(xué)元件建模4個(gè)月前
前言
通常激光光強(qiáng)分布呈高斯型，而在許多實(shí)際應(yīng)用中，需要將光強(qiáng)分布加以轉(zhuǎn)換，即光束整形，如呈平頂狀和環(huán)狀等。以往人們多用計(jì)算全息法實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來(lái)人們開始研究二元光學(xué)元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學(xué)元件是在計(jì)算機(jī)制全息圖和相息圖研究發(fā)展的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和微電子加工技術(shù)研制成的一種高效率的新型光學(xué)元件。由于它能靈活控制波前，因此在光束整形方面有著廣泛的應(yīng)用前景
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概述
OpticStudio 中坐標(biāo)間斷的使用是非常靈活的。坐標(biāo)間斷可以以空間任何一點(diǎn)為中心傾斜和偏心光學(xué)表面或者光學(xué)元件組，而保持其他光學(xué)元件位置不變。
本文我們將介紹：
不影響其它光學(xué)元件位置的前提下，如何以光學(xué)元件前端點(diǎn)、中心以及空間任意一點(diǎn)為中心傾斜/偏心光學(xué)元件
如何利用全局坐標(biāo)檢查傾斜后整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)
范例文件初始結(jié)構(gòu)
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概要
本文介紹了利用光學(xué)全息圖降低單透鏡像差的方法。在描述了表示全息圖構(gòu)造光束的兩個(gè) ZMX 文件之后，本文演示了如何在重現(xiàn)文件中設(shè)置 OFH。然后解釋了如何輕松地從重現(xiàn)文件中訪問(wèn)任何結(jié)構(gòu)造光束變量，以實(shí)現(xiàn)衍射受限單透鏡的設(shè)計(jì)。
簡(jiǎn)介
光學(xué)全息圖 (OFH) 是OpticStudio中最通用的全息圖模型。這個(gè)模型需要使用兩個(gè)
人們一直在追求用于使光通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘吭絹?lái)越大的能力。一種方法是使用具有軌道角動(dòng)量(OAM)的光束，例如，可以用螺旋相位板產(chǎn)生這種光束。與其產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的是，OAM的測(cè)量，即信息的解碼，同樣重要。遵循M.P.J.Lavery等人的概念，我們演示了如何在VirtualLab Fusion中使用兩個(gè)自定義的自由曲面光學(xué)元件來(lái)測(cè)量OAM。
用自由曲面光學(xué)元件測(cè)量軌道角動(dòng)量
