薄膜設計與優化
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
薄膜設計與優化的視頻教程
ADAMS結構優化設計，六連桿沖壓機構優化設計演示
ADAMS結構優化設計，六連桿沖壓機構優化設計演示。主要講解了ADAMS結構優化設計的一般流程，六連桿沖壓機構優化設計的講解和操作演示。使用軟件版本為ADAMS2010.
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ADAMS運動學仿真及結構優化設計第四講——結構優化設計
1.模型參數化 1）定義設計變量 2）模型參數化 2.優化設計流程 1）優化設計的一般流程 2）目標函數定義 3）約束函數定義 4）優化設計、設計研究和實驗設計的區別 3.六連桿沖壓機構的優化設計 4.發動機解耦率優化設計
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薄膜設計與優化的實例教程
基于計算機輔助的光學薄膜優化設計方法
金揚利，馬勉軍，陳壽，王濟洲，蘭州物理研究所
摘要：概述了光學薄膜優化設計的發展和原理，介紹了當前光學薄膜優化設計中集中常用方法，預測了優化設計方法的趨勢。
關鍵詞：光學薄膜，優化設計，計算機輔助
論文簡介
1.引言：光學薄膜作為一門學科，已經走上百年的路程。如今，光學薄膜在光學、激光、航天等領域都得到了廣泛的應用。隨著新的精密光學儀器的不斷涌現，對鍍膜光學元件的光譜性能要求也越來越高，常規解析法設計的光學薄膜膜系結構已不能完全滿足使用要求。
計算機技術的飛速發展為數值方法應用于光學薄膜設計提供了便利，如今，基于計算機輔助的光學 薄膜優化設計已經成為一種廣泛應用的膜系設計方法。
2.光學薄膜優化設計的發展
3.光學薄膜優化設計的原理和評價函數
3.1光學薄膜優化設計的原理
3.2評價函數
4 幾種常用的光學薄膜優化設計方法
4.1 單純形法
4.2 模擬退火法
4.3 針形法
4.4 遺傳算法
4.5優化方法的改進
5 總結和發展趨勢
基于計算機輔助的光學薄膜優化設計方法.pdf
展開 圖2:基于兩個45°棱鏡之間薄膜涂層的偏振立方體。
由于多層膜中的干涉效應與波長有關，薄膜偏振器只能在有限的波長范圍和角度范圍內工作。不過，通過對薄膜設計的適當優化，可以在幾十甚至幾百納米的范圍內工作。然而，這種寬帶偏振器不能實現窄帶偏振器(激光線偏振器)的非常高的性能，窄帶偏振器針對窄波長范圍進行了優化。圖3顯示了中等工作帶寬為50nm的示例。
圖3：基于 TiO2/SiO2的薄膜偏振片立方體的反射率，使用 RP Coating 軟件進行設計，工作波段為600–650nm。
對于薄膜偏振器的涂層優化，類似的數值技術可以用于設計寬帶分束器或二向色鏡，例如。
薄膜偏振器的一個優點是它們可以制造出相當大的尺寸，這對于晶體(雙折射)偏振器來說更加困難。因此，可以在非常高的峰值功率電平下使用激光脈沖來操作這種高功率或高能設備。
展開 1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 CODE是一款薄膜分析設計軟件，適用于 Windows 7/8/10 操作系統。它基于SCOUT 薄膜分析軟件 — 包含 SCOUT 的所有功能。此外，CODE 還具有其它一些重要的光學薄膜設計附加功能。
達到一定的反射率或透射率值，或在波長范圍內達到一定的形狀。在很多情況下，優化的目標是獲得一定的技術性能數據。例如，光學濾鏡得到某個需要的顏色。或者一種太陽能吸收涂有助于吸收盡可能多的陽光。CODE根據當前光學模型計算顏色值或平均吸收值，并嘗試通過參數擬合使與目標值的差異最小化。
CODE 被大量用于建筑和汽車玻璃優化。CODE 可用于材料研究，例如，研究光學常量與鍍膜機械沉積設置的依賴關系。以這種方式獲得的知識，在設計階段就能確定最佳的涂層方案。最后，CODE 可以用來實時比較當前的涂層性能，并對沉積條件的變化提出建議，以找到理想產品并保持。這類生產控制的全自動化解決方案是使用 BREIN軟件。
CODE 功能
CODE 可計算包括：
? 顏色坐標(X,Y,Z, X,Y,Z, L,a,b, L*，a*，b*)
? 基于厚度波動的顏色變化，如“color cloud”包括目標色盒的可視化
? 顏色變化最小化
? 基于入射角變化的顏色變化，匹配所需的自動涂層優化
? 主波長和純度
? 在屏幕上顯示顏色
? 透光率和反射率
? 太陽光直接透過率和反射率
? 發射率
? 建筑玻璃的U和g值
? 薄層電阻
? 太陽光在活躍層生成的電流密度
? 頻譜積(模擬頻譜和自定義數據集乘積的積分)
? 虛擬高層建筑
所有的數量都隨模型變化即時更新，也與鼠標滑塊調整參數變化相結合。這是一個非常強大的功能，可以深入了解層厚度等參數對產品性能的影響。
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二、 圖文操作演示
摘要
VirtualLab Unity中的光學薄膜設計套裝專注于光學薄膜的分析與設計。該套裝可用于分析各種薄膜的光學性能，并根據設計要求提供最優解決方案。
在本案例中，將通過設計一個典型的長波通濾光片，演示 VirtualLab Unity 中的光學薄膜設計流程，包括光學性能評估、優化、誤差分析與靈敏度分析。
初始結構與指標
設計一個長波通濾光膜，初始結構為典型的對稱周期長波通濾光片。設計目標是在0°入射角下實現400–600?nm波段內平均透射率低于1%，在670–1100?nm波段內平均透射率高于99%。
創建項目
1、在開始選項卡中，用戶可以創建一個光學薄膜設計項目。
2、為新項目命名并確認后，將創建一個新的光學薄膜設計項目。
3、創建的新項目只有一層，用戶可以在此窗口中定義所需的膜系結構。
配置項目
1、在工具選項卡中，用戶可以通過公式工具來配置項目。
2、選擇TiO2作為高折射率，SiO2為低折射率材料。
3、在下方輸入框中輸入公式: (0.5H L 0.5H)10 。
4、點擊“創建新的”按鈕。
5、通過公式工具配置的膜系。
光譜圖分析
1、在分析選項卡中，用戶可以使用光譜圖分析功能。點擊 打開設置窗口。
2、將橫坐標最小值和最大值分別設置為400 nm和1100 nm。
3、點擊“繪圖”按鈕繪制光譜圖。
4、當前的截止帶位置和寬度均不符合設計要求，接下來將通過調整動態參數及合并項目來優化設計。
動態參數
1、動態參數面板位于圖表下方。
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薄膜設計與優化的最新內容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應用工程師
在結構工程中，精度和效率是必須滿足的目標。由于項目變得越來越復雜，能夠在確保符合行業標準的同時簡化工作流程，對于取得成功的結果非常關鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
2.輕量化結構設計案例分析
講師：
由于雙高斯照相物鏡結構的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補償，因此在設計思路上只著眼于縱向像差的平衡設計。為此在設計過程中首先從設計其半部系統入手，然后再經過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統。雙高斯照相物鏡的半部系統在其系統光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結構簡單
從反復試誤到結構化搜尋
葡萄牙米尼奧大學（University of Minho）的聚合物與復合材料研究所（Institute of Polymers and Composites，IPC），運用仿真與人工智能（AI），解決射出成型中最棘手的其中一項瓶頸：在不犧牲質量的前提下，實現快速且均勻的冷卻。IPC團隊采用「仿真優先」的工作流程，并結合基于主成分分析（PCA）的目標篩選、類神經網絡
OCAD應用：凸輪曲線優化設計2個月前
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數，比如含有一個前固定組、一個變焦組、一個補償組以及一個固定組的變焦系統被稱為三組分變焦系統。為保證各活動組分在變焦過程中按設計要求移動活動組分，保證其表面間隔尺寸，一般都使用凸輪結構驅動各組分的運動
智能優化設計2個月前
[圖片]
概要
在光學系統中選擇最優玻璃材料時，Conrady d-D以及模型玻璃等傳統的玻璃選擇方法提供的幫助有限。本文介紹了如何使用玻璃替換方法進行直接玻璃優化，以及在考慮玻璃的可用性、成本及耐候性等因素時，如何進一步嚴格挑選玻璃。
簡介
玻璃替換方法是OpticStudio中選擇玻璃最有效的方法。玻璃替換方法可直接修改玻璃類型，然后重新優化系統，以確定新的玻璃是否是更好的設計方案。
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
在進行凸輪曲線設計時，不僅要考慮凸輪轉動時確保各活動組分之間準確的間隔尺寸，保證在變焦過程中光學系統像面的穩定，還要考慮到運動曲線的平滑性以及曲線的陡度，避免運動中的卡滯現象，當然還要考慮到凸輪加工的工藝性。
機械補償式連續變焦光學系統，通過系統的活動組分相對固定組分沿軸向運動改變各組分之間間隔尺寸，在保證系統像面穩定不變的前提下，連續改變系統焦距。系統中，最后一個固定組前的總組分數稱為該連續變焦光學系統的組分數
OCAD應用：凸輪曲線的優化設計3個月前
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