微光學(xué)器件的案例
3d光學(xué)輪廓儀應(yīng)用于測量超光滑透明微光學(xué)器件
微光學(xué)器件是光學(xué)器件的重要分支，為光學(xué)通信、光傳感、光計(jì)算等領(lǐng)域的發(fā)展提供重要支撐。微光學(xué)器件具有尺寸小、功耗低、低成本等優(yōu)勢，可以于電子器件集成，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)處理。未來，隨著微納加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，微光學(xué)器件的功能將繼續(xù)擴(kuò)展，應(yīng)用范圍將進(jìn)一步拓寬。同時(shí)，微光學(xué)器件也面臨著制備工藝、材料性能、器件可靠性等方面的挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。
微光學(xué)器件是指尺寸在微米到毫米級(jí)別的光學(xué)元件，其尺寸比傳統(tǒng)光學(xué)器件小很多。微光學(xué)器件利用了微納加工技術(shù)，將光學(xué)器件的功能集成到微米尺寸的芯片中，具有小型化、集成化、高效率、低成本等特點(diǎn)。微光學(xué)器件同時(shí)具備納米尺度的輪廓起伏變化和超光滑且透明的特點(diǎn)，該特點(diǎn)導(dǎo)致的測量需求，3d光學(xué)輪廓儀(白光干涉儀)能滿足。
3d光學(xué)輪廓儀通過利用白光的干涉和衍射現(xiàn)象，能夠?qū)ξ⑿〉谋砻娓叨炔町愡M(jìn)行精確測量，并得出精準(zhǔn)的尺寸和形態(tài)數(shù)據(jù)。
對于超光滑透明微光學(xué)器件的測量來說，3d光學(xué)輪廓儀不僅具備高精度和高分辨率的特點(diǎn)，還能夠快速、無損地獲得物體的三維形貌信息，所以白光干涉儀有以下幾個(gè)重要的特點(diǎn)和優(yōu)勢：
1、高精度：3d光學(xué)輪廓儀能夠?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)別的測量精度，可以準(zhǔn)確檢測器件表面的微小高度差異。這對于一些要求非常高的器件尺寸和形貌測量非常重要。
2、高分辨率：3d光學(xué)輪廓儀具有很高的空間分辨率，可以捕捉到微小的表面變化。它可以清晰地顯示出微光學(xué)器件表面的各種細(xì)微紋理和形貌特征，為后續(xù)的分析和優(yōu)化提供了有力的支持。
3、快速非接觸：與傳統(tǒng)的測量方法相比，3d光學(xué)輪廓儀無需直接接觸被測對象，避免了對器件的破壞和變形。同時(shí)，它的測量速度很快，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大量數(shù)據(jù)的采集和分析。
展開 從折剪紙藝術(shù)到納米尺度光學(xué)器件，MIT聯(lián)手中國科學(xué)家集成3D光學(xué)器件
從折剪紙藝術(shù)中獲得的經(jīng)驗(yàn)被用于納米尺度的元器件構(gòu)建。如今，麻省理工學(xué)院和中國科研人員首次利用折剪紙?jiān)碇圃炝思{米尺度光學(xué)器件，為光通訊、傳感和計(jì)算領(lǐng)域的新應(yīng)用開辟了道路。
由 MIT 機(jī)械工程教授方絢萊（Nicholas X Fang）和其他 5 名作者組成的團(tuán)隊(duì)，將論文發(fā)表《科學(xué)·前沿》（Science Advances）上。基于標(biāo)準(zhǔn)微芯片制造技術(shù)，方絢萊教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)用聚焦離子束在幾十納米厚的金屬薄片上雕刻出預(yù)定圖形。隨后，金屬薄片扭曲成一個(gè)復(fù)雜的 3 維形體，能對特定計(jì)劃的光進(jìn)行選擇性濾波。
圖丨金屬薄片上被離子束雕刻出的縫隙。這些縫隙使得金屬按照預(yù)定的方式卷曲，這些卷曲的結(jié)構(gòu)可以用來作為光學(xué)器件。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）
方絢萊教授表示，類似形狀和復(fù)雜程度的金屬器件之前已經(jīng)被制造出來，但是制造工藝復(fù)雜的多，且加工出的器件主要用于機(jī)械而不是光學(xué)領(lǐng)域。而新的納米器件可以一次成型，并用于諸多光學(xué)領(lǐng)域中。研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是制造一種納米尺度的，只保留光的一種極化模式的光濾波器。為達(dá)到該目的，他們在一片薄金屬片上刻出了幾百納米大小的圖案，該圖案有點(diǎn)像風(fēng)車葉片，而葉片旋轉(zhuǎn)的方向決定了其允許通過的光波極化方式。
在圖案雕刻完成之后，金屬箔片將由于內(nèi)部應(yīng)力產(chǎn)生卷曲，這種應(yīng)力也來自于離子束。離子束的沖擊產(chǎn)生了一些空穴，而另一些離子嵌入了金屬的晶格結(jié)構(gòu)中，兩者聯(lián)合造就了足以扭曲金屬箔片的應(yīng)力。
方絢萊教授表示，這個(gè)過程有點(diǎn)像折剪紙藝術(shù)，但是他們用的是離子束，不是剪刀。該納米器件是機(jī)械和光學(xué)交叉領(lǐng)域的一個(gè)有趣成果，這將為“納米折剪紙加工”開辟新的方向。
此外，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)構(gòu)建了該加工工藝的數(shù)學(xué)模型，用戶可以直接根據(jù)某種需要的光學(xué)特性來設(shè)計(jì)對應(yīng)的，需要刻在金屬箔片上的圖案，而之前的設(shè)計(jì)很大程度上基于直覺和試錯(cuò)。
展開 什么是光學(xué)計(jì)算？如何在 COMSOL 中分析光學(xué)計(jì)算器件
光學(xué)計(jì)算是替代當(dāng)前電子計(jì)算機(jī)的另一種可能形式。在這篇文章中，我們將探討光學(xué)計(jì)算的概念，并解釋了光學(xué)矩陣乘法網(wǎng)絡(luò)是如何工作的。我們還討論了如何使用 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加產(chǎn)品——波動(dòng)光學(xué)模塊對光學(xué)計(jì)算設(shè)備進(jìn)行建模。結(jié)合這些產(chǎn)品的使用，展示了在模擬大型光學(xué)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用波束包絡(luò)法的優(yōu)勢。
光學(xué)計(jì)算簡介
摩爾定律
在過去的幾十年里，計(jì)算機(jī)的能力一直呈指數(shù)級(jí)增長。這種增長遵循摩爾定律，即集成電路中的晶體管數(shù)量每兩年翻一番，而計(jì)算機(jī)的成本將降低。這使得我們今天享有的大部分現(xiàn)代技術(shù)成為可能。例如，主流計(jì)算機(jī)芯片完全基于晶體管等電子元件，每塊芯片的晶體管數(shù)量幾乎每兩年就會(huì)翻一番。為了跟上這種增長，并在可控的功率效率下提高計(jì)算機(jī)芯片的性能，芯片上的電子元件(包括晶體管)的小型化既關(guān)鍵又不可避免。盡管工程師們在這方面做了出色的工作，將晶體管從厘米尺度縮小到納米尺度，但重要的是要認(rèn)識(shí)到，最終基本的限制將阻礙這類設(shè)備的發(fā)展。例如，當(dāng)一個(gè)電子元件的尺寸接近原子水平時(shí)，量子效應(yīng)將導(dǎo)致其功能不穩(wěn)定。科學(xué)和工程界長期以來一直在考慮電子計(jì)算機(jī)的替代形式。最近引起廣泛關(guān)注的一種替代是光學(xué)計(jì)算——指用光(光子)而不是電流(電子)進(jìn)行計(jì)算。
雖然光學(xué)計(jì)算是一項(xiàng)新興技術(shù)，但光學(xué)在信息技術(shù)中的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的一段時(shí)間了，特別是利用光進(jìn)行信息傳輸。損耗極低的光纖可以以光速長距離傳輸信息。光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備常用于數(shù)據(jù)中心甚至普通家庭。然而，在商業(yè)化方面，利用光進(jìn)行計(jì)算仍處于起步階段。
光學(xué)中的數(shù)學(xué)計(jì)算
眾所周知，某些光學(xué)過程對應(yīng)于數(shù)學(xué)計(jì)算。例如，考慮光的衍射。當(dāng)光通過衍射介質(zhì)時(shí)，本質(zhì)上是在進(jìn)行傅里葉變換積分。然而，光學(xué)系統(tǒng)是否可以像我們今天擁有的計(jì)算機(jī)一樣進(jìn)行通用數(shù)學(xué)計(jì)算，可能還不是很清楚。目前，光學(xué)計(jì)算有許多不同的形式。
展開 在光源與光學(xué)器件研發(fā)中的應(yīng)用——OAS光學(xué)分析軟件
5.雜散光分析：提高光學(xué)品質(zhì)
雜散光是光源與光學(xué)器件研發(fā)中必須重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。OAS 光學(xué)分析軟件提供了強(qiáng)大的雜散光分析工具，能夠幫助研發(fā)人員快速識(shí)別并優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)中的雜散光問題。通過區(qū)域分析、光線路徑分析等工具，研發(fā)人員可以清晰地看到雜散光的來源和傳播路徑，從而采取有效的措施加以抑制或消除。
6.多場景適應(yīng)：增強(qiáng)穩(wěn)定性
OAS 光學(xué)分析軟件支持多種光源和觀察條件的設(shè)置，使得研發(fā)人員可以在不同場景下對光源與光學(xué)器件進(jìn)行仿真分析。這有助于評估產(chǎn)品在不同應(yīng)用環(huán)境中的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，這種廣泛的適用性為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了豐富的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供有力支撐。
7.定制擴(kuò)展：滿足特殊需求
OAS 光學(xué)分析軟件還支持用戶自定義擴(kuò)展功能，允許研發(fā)人員根據(jù)自己的需求開發(fā)特定的工具和算法。這種靈活性使得OAS能夠滿足各種復(fù)雜和特殊的光學(xué)設(shè)計(jì)需求，為光源與光學(xué)器件的研發(fā)提供了更多的可能性。
OAS 光學(xué)分析軟件在光源與光學(xué)器件研發(fā)中的應(yīng)用極為廣泛且深入。其強(qiáng)大的功能體系，包括高精度建模、光線追跡、優(yōu)化工具、集成設(shè)計(jì)、雜散光分析、多條件支持以及用戶自定義擴(kuò)展等，為設(shè)計(jì)師提供了一站式的解決方案，使其能夠從容應(yīng)對各種復(fù)雜的光學(xué)設(shè)計(jì)難題，創(chuàng)造出更加卓越、高效的光學(xué)產(chǎn)品。
展開 
SiC器件發(fā)力？士蘭微、燕東微各增1條線
最近，國內(nèi)
2條
碳化硅器件生產(chǎn)線有了
新進(jìn)展
：
▲ 士蘭微：SiC功率器件中試線已經(jīng)
通線
，將加快研發(fā)
SiC MOSFET
和
車規(guī)
模塊；
▲ 燕東微電子：傳聞與基本半導(dǎo)體合建
6英寸
SiC器件線，采用國產(chǎn)核心設(shè)備。
加入碳化硅大佬群，請加VX：hangjiashuo666
士蘭微：
碳化硅中試線通線
加快車規(guī)SiC模塊
8月16日，士蘭微發(fā)布2021年
半年度
報(bào)告，上半年實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入
33.08
億元，同比增長
94.05%
；實(shí)現(xiàn)凈利潤
4.31
億元，同比增長
1306.
52%
。
公告還提到，2021年上半年，士蘭微
硅基GaN
化合物功率半導(dǎo)體器件的研發(fā)在持續(xù)推進(jìn)中，SiC功率器件的
中試線
已在二季度實(shí)現(xiàn)通線。同時(shí)，將加快SiC
MOSFET
功率器件的研發(fā)，推出自產(chǎn)芯片的車用SiC功率模塊。
官網(wǎng)資料顯示，士蘭微成立于1997年9月，2003年3月在上海證券交易所掛牌交易，是
第一家
在中國境內(nèi)上市的集成電路芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。
士蘭微還布局了化合物半導(dǎo)體，早在2017年12月，士蘭微就與廈門半導(dǎo)體投資集團(tuán)有限公司共同投資220億元，在廈門規(guī)劃建設(shè)兩條12英寸的特色工藝硅芯片生產(chǎn)線和一條4/6英寸化合物半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線。2020年，士蘭化合物半導(dǎo)體生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
燕東微碳化硅技改線通過驗(yàn)收
基本半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)參與其中？
展開 光學(xué)人的輔助工具｜成本低且效益高！適合光學(xué)器件生產(chǎn)檢測檢驗(yàn)的產(chǎn)品
Lenscheck光學(xué)測試系統(tǒng)（傳函儀）
LenscheckVIS/LWIR是一個(gè)成本低效益高的產(chǎn)品，適合您的光學(xué)器件生產(chǎn)和產(chǎn)品原型檢測檢驗(yàn)的需求。作為光學(xué)成像測試領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，Optikos推出這款精簡、高效、易用的產(chǎn)品用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測。Lenscheck包含了擁有專利的VideoMTF圖像分析軟件，以及實(shí)時(shí)的調(diào)制傳遞函數(shù)測試和分析。使用這種測試系統(tǒng)可以讓光學(xué)儀器廠家迅速、可靠的測試產(chǎn)品，降低產(chǎn)品及組件不合格的風(fēng)險(xiǎn)。
測量
● 軸上/離軸 調(diào)制傳遞函數(shù)MTF
● 離焦調(diào)制傳遞函數(shù)
● 有效焦距
● 后焦距
● 像散
● 場曲
● 位置色差，倍率色差
● 畸變
● 主光線角度
● 環(huán)繞能
● 透射率
● 相對照度
● 散射光
● 視線
特性
● 擁有專利的VideoMTF技術(shù)，可實(shí)時(shí)測量MTF
● 平臺(tái)靈活度高，可測試一系列不同參數(shù)
● 業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的精確度和可重復(fù)性
● 可具體配置的全自動(dòng)測量程序
● 輕松切換各種波段（可見光/近紅外，短波紅外，長波紅外）
● 高分辨率的USB電機(jī)控制平移臺(tái)
● 集成的玻璃鱗片編碼器
● 50mm通光孔徑的折/反射式準(zhǔn)直儀
● 集成的八個(gè)靶位的靶標(biāo)輪和濾光片輪
● 自動(dòng)定心的光學(xué)鏡頭支架
● 12bit實(shí)時(shí)視頻
展開 用于X射線光學(xué)器件的哈特曼波前傳感器
摘要
Hartmann 傳感器是研究入射 X 射線束波前形狀的常用工具，因?yàn)樗鼈兙哂邢詈痛髣?dòng)態(tài)范圍等優(yōu)點(diǎn)。 在這個(gè)用例中，我們遵循 de La Rouchefoauld O. 等人的工作[Sensors 2021, 21, 874.]，模擬通過哈特曼波前傳感器傳播的 X 射線場，該傳感器由一系列針孔組成。 每個(gè)針孔的衍射將導(dǎo)致檢測器平面的偏移，可用于計(jì)算輸入的波前。
建模任務(wù)
單個(gè)孔徑的模擬
通過可編程參數(shù)運(yùn)行構(gòu)建數(shù)組
基本高斯波前模擬
傾斜方孔的影響
包括彗差的模擬
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
MEMS 器件的仿真優(yōu)化---降低微鏡的阻尼損耗
微鏡有兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：低功耗和低制造成本。因此，許多行業(yè)將微鏡廣泛用于 MEMS 應(yīng)用。為了在設(shè)計(jì)微鏡時(shí)節(jié)省時(shí)間和成本，工程師可以通過 COMSOL 軟件準(zhǔn)確計(jì)算熱阻尼和粘滯阻尼，并分析器件的性能。
微鏡的廣泛應(yīng)用
將微鏡想象成吉他上的一根弦，弦很輕很細(xì)，當(dāng)你撥動(dòng)它時(shí)，周圍空氣會(huì)抑制弦的運(yùn)動(dòng)，使它回到靜止?fàn)顟B(tài)。
微鏡具有廣泛的潛在應(yīng)用。比如，微鏡可用于控制光學(xué)元件，由于具有這種功能，它們在顯微鏡和光纖領(lǐng)域非常有用。微鏡常用于掃描儀、平視顯示器和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。此外，MEMS 系統(tǒng)有時(shí)還將集成掃描微鏡系統(tǒng)用于消費(fèi)者和通信應(yīng)用。
HDTV 微鏡芯片近觀圖。
在開發(fā)微鏡致動(dòng)器系統(tǒng)時(shí)，工程師需要分析其動(dòng)態(tài)振動(dòng)現(xiàn)象和阻尼，這兩方面都會(huì)極大地影響器件的運(yùn)行。仿真提供了分析這些因素的有效方法，能夠以具有成本效益的方式及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)測系統(tǒng)的性能。
你可以結(jié)合使用結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊和聲學(xué)模塊的各種特征來實(shí)現(xiàn) MEMS 的高級(jí)分析，這兩個(gè)模塊是 COMSOL Multiphysics 仿真平臺(tái)的附加產(chǎn)品。下面我們來看看振動(dòng)微鏡的頻域（時(shí)諧）和瞬態(tài)分析。
對振動(dòng)微鏡執(zhí)行頻域分析
我們建立一個(gè)理想化系統(tǒng)模型，它由一個(gè)被空氣包圍的振動(dòng)硅微鏡組成，硅微鏡的尺寸為 0.5 x 0.5 mm，厚度為 1 μm。此模型中的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是穿透深度；即粘性邊界層和熱邊界層的厚度。在這些層中，能量通過粘性阻力和熱傳導(dǎo)消散。粘性邊界層和熱邊界層的厚度通過以下穿透深度比例表征：
其中， 是頻率， 是流體密度， 是動(dòng)態(tài)粘度， 是熱傳導(dǎo)系數(shù)， 是恒壓熱容，是無量綱普朗特?cái)?shù)。
對于空氣，當(dāng)系統(tǒng)在 10 kHz 頻率（此模型的典型頻率）下被激勵(lì)時(shí)，粘性邊界層和熱邊界層的厚度分別為 22 μm 和 18 μm。
展開 新型納米復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件的反復(fù)擦寫
光學(xué)波導(dǎo)器件是光學(xué)通訊的重要元器件，這類光波導(dǎo)器件通常采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝制備，如光刻、電子束曝光、物理氣相沉積等，具有較高的制備成本及工藝難度；另一方面，傳統(tǒng)光學(xué)波導(dǎo)元件一旦制備成型，便無法擦除修正。隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對光學(xué)元器件的快速、低成本制備及可重復(fù)擦寫充滿了期待。
近來，美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校機(jī)械工程系的鄭躍兵教授及其帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，研究開發(fā)了新的納米復(fù)合材料，首次實(shí)現(xiàn)了全光學(xué)技術(shù)制備、擦除光學(xué)波導(dǎo)器件，該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于新一代光學(xué)芯片的設(shè)計(jì)與開發(fā)。
德州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米復(fù)合材料，將低成本的鋁納米顆粒陣列嵌入一層300 nm的有機(jī)薄膜（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）中。在光激發(fā)的條件下，該復(fù)合材料可同時(shí)兼具貴金屬納米顆粒的表面等離子激元和光學(xué)波導(dǎo)的屬性，成為等離子激元—波導(dǎo)混合模。為了實(shí)現(xiàn)該混合模波導(dǎo)的可擦寫，研究者將一種光感變色的螺吡喃（spiropyran）分子摻入PMMA薄膜中。在紫外光的照射下，螺吡喃分子在綠光波段產(chǎn)生激子，并與混合模波導(dǎo)發(fā)生強(qiáng)耦合作用，隨后他們將波導(dǎo)工作頻率調(diào)制到其他波段，從而實(shí)現(xiàn)了光波導(dǎo)的擦除；反之，在綠光的照射下，螺吡喃分子呈現(xiàn)光學(xué)透明性質(zhì)，使混合波導(dǎo)有效工作，從而實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)器件的寫入。
在該工作中，研究者在紫色光照射后的樣品中利用綠色激光掃描或投射改變復(fù)合波導(dǎo)的諧振頻率，將器件圖案直接寫入芯片上，再利用紫色光照射，實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)器件的擦除。該技術(shù)充分利用了光學(xué)技術(shù)的高效和可控性，可實(shí)現(xiàn)不同復(fù)雜器件的重復(fù)性寫入和擦除。
該研究團(tuán)隊(duì)表示，要將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到半導(dǎo)體工業(yè)中，首先需要提高該復(fù)合材料的光學(xué)穩(wěn)定性，延長其使用壽命。 此外，還需要調(diào)控嵌入納米顆粒陣列的光學(xué)屬性，使波導(dǎo)的諧振頻率與通訊頻率相匹配。
展開 面向大口徑超薄平面光學(xué)器件及應(yīng)用：PB相位液晶光子技術(shù)
由于感生偶極矩作用，液晶分子排列能夠通過電場進(jìn)行操控，進(jìn)而主動(dòng)控制液晶器件的特性，便于制造主動(dòng)液晶光柵、可調(diào)液晶微透鏡陣列等核心光學(xué)部件。
波前像差小：光學(xué)幾何相位分布通過液晶分子取向控制獲得，在0至2π相位突變位置，自組裝液晶分子指向平滑連續(xù)，便于消除拼接等成像誤差；
工作參數(shù)便于擴(kuò)展。將多層液晶器件堆疊，能夠擴(kuò)展光束調(diào)控的自由度。例如，將多個(gè)偏振光柵堆疊，能夠?qū)崿F(xiàn)大角度、小間隔光束掃描。將多個(gè)渦旋波片堆疊，能夠?qū)崿F(xiàn)多種拓?fù)浜晒馐敵觥⒍鄠€(gè)透鏡堆疊，能夠?qū)崿F(xiàn)不同焦距的液晶成像系統(tǒng)。
高透過率>90%：通過材料優(yōu)化，液晶或者液晶聚合物薄膜能夠在400 nm 至 3000 nm范圍或者特定波段范圍內(nèi)幾乎無吸收；
高信賴性：LCP薄膜可在-50~200 ℃的極端環(huán)境下維持光學(xué)效果，且具有優(yōu)秀的耐濕、耐壓、耐化學(xué)腐蝕等性能，光學(xué)性能不會(huì)因光配向?qū)油嘶淖儭?光學(xué)口徑易拓展：通過旋涂、刮涂等工藝可拓展器件口徑大小，制作滿足低光學(xué)畸變、延遲量高度均勻標(biāo)準(zhǔn)的LCP光學(xué)元件。
寬波段、大視角應(yīng)用可行：液晶除了面內(nèi)指向外，還擁有分子縱向扭曲自由度，通過設(shè)計(jì)多層扭曲結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)寬波段、大視角應(yīng)用的平面光學(xué)器件；
鑒于2010年以來液晶光配向材料和工藝的蓬勃發(fā)展，這種基于液晶光學(xué)幾何相位的平面光學(xué)元件在近年來受到科研學(xué)者和光學(xué)研發(fā)工程師的廣泛關(guān)注，產(chǎn)生大量的材料、工藝解決方案與終端產(chǎn)品，包括液晶光配向材料、圖形化液晶光配向工藝以及各類平面光學(xué)器件，如液晶偏振光柵、液晶平板透鏡、液晶渦旋波片、液晶艾里光模板和各類計(jì)算全息設(shè)計(jì)等。
展開 [VirtualLab] 用于微結(jié)構(gòu)晶片檢測的光學(xué)系統(tǒng)
為了確保微結(jié)構(gòu)所需的圖像分辨率，檢測系統(tǒng)通常使用高NA物鏡，并且工作在UV波長范圍內(nèi)。作為例子，我們建立了包括高NA聚焦和光與微結(jié)構(gòu)相互作用的完整晶片檢測系統(tǒng)的模型，并演示了成像過程。
任務(wù)描述
微結(jié)構(gòu)晶圓
通過在堆棧中定義適當(dāng)形狀的表面和介質(zhì)來模擬諸如在晶片上使用的周期性結(jié)構(gòu)的柵格結(jié)構(gòu)。然后，該堆棧可以導(dǎo)入到各種不同的組件中，具體取決于預(yù)期用途。在這種情況下，我們將堆棧加載到一般光學(xué)設(shè)置中的一個(gè)光柵組件中，以便模擬整個(gè)系統(tǒng)。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱：用于通用光學(xué)系統(tǒng)的光柵元件
微結(jié)構(gòu)晶片的角度響應(yīng)
該光柵組件使用傅里葉模態(tài)法(FMM)，也稱為嚴(yán)格耦合波分析(RCWA)，其運(yùn)作在k域中。當(dāng)入射大NA光束時(shí)，需要考慮在k域中有足夠數(shù)量的采樣點(diǎn)來解決角度敏感效應(yīng)。在光柵組件的求解器區(qū)域中，用戶可以輕松地調(diào)整此參數(shù)，以確保快速而準(zhǔn)確的模擬。
大NA物鏡
Lens System Component允許輕松定義由光滑表面和均勻、各向同性介質(zhì)的交替序列組成的組件。在界面和材料方面，可以從內(nèi)置目錄中選擇現(xiàn)成的條目，也可以定制自己的條目，以實(shí)現(xiàn)最大的靈活性。
通用探測器和探測器插件
通用探測器可以評估入射場，并通過所謂的附加組件計(jì)算各種物理量。作為結(jié)果，所提供的附加組件之一提供了空間域中的輻照度。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱：通用探測器
非序列追跡
將通道配置模式切換設(shè)置為手動(dòng)配置后，用戶可以為系統(tǒng)中的每個(gè)表面指定要為模擬打開哪些通道。當(dāng)運(yùn)行模擬時(shí)，將執(zhí)行活動(dòng)光路的初步分析(通過所謂的光路查找器)。然后，引擎將沿著這些光路追跡磁場，直到系統(tǒng)中的探測器。
展開 
Ansys Speos｜微光學(xué)結(jié)構(gòu)尾燈設(shè)計(jì)
附件下載
聯(lián)系工作人員獲取附件
簡介
汽車照明行業(yè)在過去幾年中有了很大的發(fā)展，對復(fù)雜光學(xué)結(jié)構(gòu)的需求需要先進(jìn)的設(shè)計(jì)能力。Speos 3D Texture是一個(gè)獨(dú)特的功能，允許在給定的身體表面以圖案的形式設(shè)計(jì)和模擬微紋理。它的優(yōu)點(diǎn)依賴于圖案(網(wǎng)格)的光學(xué)模擬模型，而不是使用實(shí)際的CAD幾何圖形。這樣就減少了計(jì)算時(shí)間和文件大小。
Speos 3D Texture是汽車照明設(shè)備的光性能和外觀設(shè)計(jì)使用的先進(jìn)軟件工具，照明設(shè)計(jì)和驗(yàn)證都可以在Speos中進(jìn)行，仿真結(jié)果的保真度為保證較少的開發(fā)迭代次數(shù)提供了足夠的信心，從而降低了項(xiàng)目的成本和時(shí)間。
3D texture 設(shè)計(jì)
Speos 3DTexture建模能力完成參數(shù)定義以生成待驗(yàn)證的仿真文件。3DTexture的設(shè)計(jì)參數(shù)將取決于所采用的制造技術(shù)、外觀和現(xiàn)有的光學(xué)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)，使用Speos，可以嘗試不同的輸入，以實(shí)現(xiàn)滿足所有條件的設(shè)計(jì)。在這個(gè)特定的用例中，一個(gè)透明的材料被用作光介質(zhì)，可以從根據(jù)3DTexture不同模式，對透明光介質(zhì)繼續(xù)光學(xué)設(shè)計(jì)(見下圖)。這種“燈”被用作車輛的尾燈設(shè)計(jì)。
3D Texture驗(yàn)證
3D Texture 在Speos中可視化和模擬，可以對不同類型的測量目標(biāo)進(jìn)行定性和定量分析。3D Texture設(shè)計(jì)完成后，必須在Speos中進(jìn)行虛擬驗(yàn)證。照明外觀被定義為設(shè)計(jì)中最重要的度量(即光均勻性，顏色，亮度等)，另外光度性能也是評估項(xiàng)。
展開 VirtualLab：用于微結(jié)構(gòu)晶片檢測的光學(xué)系統(tǒng)
為了確保微結(jié)構(gòu)所需的圖像分辨率，檢測系統(tǒng)通常使用高NA物鏡，并且工作在UV波長范圍內(nèi)。作為例子，我們建立了包括高NA聚焦和光與微結(jié)構(gòu)相互作用的完整晶片檢測系統(tǒng)的模型，并演示了成像過程。
任務(wù)描述
微結(jié)構(gòu)晶圓
通過在堆棧中定義適當(dāng)形狀的表面和介質(zhì)來模擬諸如在晶片上使用的周期性結(jié)構(gòu)的柵格結(jié)構(gòu)。然后，該堆棧可以導(dǎo)入到各種不同的組件中，具體取決于預(yù)期用途。在這種情況下，我們將堆棧加載到一般光學(xué)設(shè)置中的一個(gè)光柵組件中，以便模擬整個(gè)系統(tǒng)。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱：用于通用光學(xué)系統(tǒng)的光柵元件
微結(jié)構(gòu)晶片的角度響應(yīng)
該光柵組件使用傅里葉模態(tài)法(FMM)，也稱為嚴(yán)格耦合波分析(RCWA)，其運(yùn)作在k域中。當(dāng)入射大NA光束時(shí)，需要考慮在k域中有足夠數(shù)量的采樣點(diǎn)來解決角度敏感效應(yīng)。在光柵組件的求解器區(qū)域中，用戶可以輕松地調(diào)整此參數(shù)，以確保快速而準(zhǔn)確的模擬。
大NA物鏡
Lens System Component允許輕松定義由光滑表面和均勻、各向同性介質(zhì)的交替序列組成的組件。在界面和材料方面，可以從內(nèi)置目錄中選擇現(xiàn)成的條目，也可以定制自己的條目，以實(shí)現(xiàn)最大的靈活性。
通用探測器和探測器插件
通用探測器可以評估入射場，并通過所謂的附加組件計(jì)算各種物理量。作為結(jié)果，所提供的附加組件之一提供了空間域中的輻照度。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱：通用探測器
非序列追跡
將通道配置模式切換設(shè)置為手動(dòng)配置后，用戶可以為系統(tǒng)中的每個(gè)表面指定要為模擬打開哪些通道。當(dāng)運(yùn)行模擬時(shí)，將執(zhí)行活動(dòng)光路的初步分析(通過所謂的光路查找器)。然后，引擎將沿著這些光路追跡磁場，直到系統(tǒng)中的探測器。
展開 南工陳蘇教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)出微流控紡絲導(dǎo)向的碳量子點(diǎn)柔性穿戴器件
附圖1 封底
附圖2 微流體紡絲機(jī)
小結(jié)
研究者利用微流體紡絲技術(shù)和納米材料組裝技術(shù)，在微流體限域通道內(nèi)構(gòu)筑了“Dot-Sheet”結(jié)構(gòu)的碳量子點(diǎn)/石墨烯納米纖維，碳量子點(diǎn)的加入，顯著提高了復(fù)合纖維的機(jī)械性能、比表面積和電化學(xué)性能。基于該纖維的微型超級(jí)電容器具有較高的比電容、能量密度和功率密度，成功實(shí)現(xiàn)為WLEDs，智能手表、紅綠燈等微型電子器件的供能應(yīng)用。該微流控紡絲技術(shù)及納米材料共組裝方法為新型電極材料的設(shè)計(jì)和規(guī)模化制備提供了新思路，將促進(jìn)新一代柔性可穿戴電子的發(fā)展。
全文鏈接：
http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2018/ta/c8ta02124d
來源：高分子科學(xué)前沿
展開 要有光：光學(xué)微腔傳感器走進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)
該工作首次實(shí)現(xiàn)了以光學(xué)微腔為傳感器的無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，開創(chuàng)了超敏感光學(xué)微腔傳感器在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。和傳統(tǒng)的電子傳感器相比，光學(xué)微腔傳感器將會(huì)為物聯(lián)網(wǎng)在高精度測量領(lǐng)域的應(yīng)用帶來突破。
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的基礎(chǔ)是空間上大量分布的無線傳感設(shè)備。利用互聯(lián)網(wǎng)，他們能夠產(chǎn)生、交換和分析數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)極大量普通物體的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通。近20年來，物聯(lián)網(wǎng)一直在改變著我們的生活方式，被大規(guī)模地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療監(jiān)控、智慧城市和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。到目前為止，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域使用的傳感器主要基于電子半導(dǎo)體設(shè)備。近年來，微腔光子學(xué)在傳感領(lǐng)域取得了一系列科學(xué)突破，尤其在高精度高敏感測量方面（例如納米粒子檢測）。同時(shí)，與電子傳感器容易受到外界磁場等環(huán)境干擾不同，光學(xué)傳感器具有電磁免疫的優(yōu)點(diǎn)，因而可以適用于極端的工作環(huán)境。所以微腔光子傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域有巨大潛力。
該工作所提出的光學(xué)無線傳感器基于一種回音壁模式的光學(xué)微腔。這種傳感器只有微米量級(jí)的尺寸大小，并且具有極高的品質(zhì)因子，繼而擁有極高的靈敏度。但是需要把這種光學(xué)微腔傳感器引入物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域需要克服兩大障礙：（1）如何確保輸入激光耦合的穩(wěn)定性，（2）如何把可調(diào)諧激光器、示波器、波形發(fā)生器、光電二極管、控制電腦等大型實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)設(shè)備嵌入到只有手機(jī)大小的嵌入式系統(tǒng)上。
圖一
圖一（a）和（c）中可以看到該系統(tǒng)使用了分布式布拉格反射激光器作為光源，并通過器的調(diào)諧是通過高精度恒流源電路和熱電制冷器溫控電路進(jìn)行調(diào)諧。激光通過光纖進(jìn)入耦合封裝好的光學(xué)微腔傳感器，輸出端則接入光電二極管探測器，隨后通過跨導(dǎo)放大器電路把光電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)并由模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)化器采集。
展開 