微結構建模的案例
3D打印微結構比頭發絲還細！瑞士微納米3D打印機進入中國市場
微納米尺度的3D打印機有沒有見過？它可以輕松打印出超小尺寸、超高精度的3D模型，尺寸比人的頭發絲還細，模型小到人肉眼都無法分辨。
△微納3D打印的螺旋結構，比頭發絲還細
2018年8月3日，瑞士 Cytosurge AG 公司所開發的微納米3D打印機「FluidFM μ3Dprinter」將引入中國市場。該款3D打印機可打印出納米和微米等級的 3D 金屬和聚合物結構。
其技術源自于原子力顯微鏡(AFM)，通過精準控制的平臺(XY 軸控制精度±250nm；Z 軸控制精度<5nm)并結合可輸送納米等級材料的封閉微型通道 (iontip) 來制作成型 3D 或 2.5D 結構，藉由不同的 iontip 方案模塊噴頭，將能應用于生物物理學、生命科學與微機電、半導體等3D 打印領域的研發驗證，協助提供微結構研究的解決方案．可望引領國內半導體及醫藥生物技術的研發應用邁向新的一頁。
△FluidFM μ3Dprinter用于納米光刻、崎嶇表面打印、納米和微米等級的3D金屬和聚合物結構打印。
FluidFM 技術結合微流體及原子力顯微鏡的優勢壓力感測，離子探頭內顯微通道可供微量液體流通。
微流體與原子力顯微鏡的獨特組合可創造出形體更復雜、純度更高的金屬物體。光學原子力反饋機構可進行即時的過程控制。FluidFM離子探頭注射口的最小口徑可小于人類頭發直徑1/500。在這個注射口徑尺寸下，最低流速可達每秒數飛升，是目前最先進流量探測器的探測限值1/1,000,000。FluidFM技術使微納米級復雜金屬物體的制造成為可能。
展開 自適應微帶相控陣天線建模模塊
其中主程序完成天線結構參數化，并通過幅相分布函數和接口函數庫的調用實現相控陣天線的建模；幅相分布函數為依據不同的波束掃描角，完成陣元饋電幅相分布的計算，其中幅度計算依據taylor分布，第（m，n）單元的相位計算依據平面陣列的綜合公式如下（ps:theta為俯仰角，phi為方位角）；接口函數庫實現了matlab與FEKO之間的對接。
操作流程
step1:天線結構參數輸入，并運行程序，生成建模腳本.lua。
step2:在CADfeko中的腳本編輯器script editor中打開建模腳本，并運行腳本，完成貼片/饋線/多求解項等的建模。
step3:依據天線口徑以及基板材料等參數，完成介質基板建模，最終完成微帶相控陣天線自動建模。
總結
本文介紹了一種微帶相控陣天線自適應建模方法，其依據天線口徑/貼片與饋線的結構參數/波束掃描角范圍，可實現微帶相控陣天線的自適應建模，相較于原模塊，建模效率更高，操作更加便捷。
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展開 精密微納米結構測量解決方案
其中表面形貌的3D測量，包括了輪廓的測量以及表面粗糙度的測量，是微納結構測量最為基礎和重要的項目。目前常用的微結構表面形貌測量方法分為接觸式和非接觸式。
運用非接觸式測量技術的3D光學檢測儀器，大多是基于光學方法（干涉顯微法、自動聚焦法、激光干涉法、光學顯微干涉法等），可對精密零部件的表面粗糙度、微小形貌輪廓及尺寸實現微納級測量，在微納米結構檢測中有著重要意義。
中圖儀器基于3D光學成像測量非接觸、操作簡單、速度快等優點，以光學測量技術創新為發展基礎，研發出了常規尺寸光學測量儀器、微觀尺寸光學測量儀器、大尺寸光學測量儀器等，能提供從納米到百米的精密測量解決方案。
1、自動聚焦法-影像測量儀
自動聚焦法是基于幾何光學的物象共軛關系，能使得場景目標在成像系統中準確清晰成像的某種自動調節過程，當照明光斑匯聚在被測面時，進一步調整檢測頭與表面的距離，直至光斑像尺寸最小而得到該被測位置的相對高度。
Novator系列復合式影像儀是一款能充分發揮光學電動變倍鏡頭高精度優勢的全自動影像測量儀。
支持點激光輪廓掃描測量，進行高度方向上的輪廓測量；
支持線激光3D掃描成像，可實現3D掃描成像和空間測量；
支持頻閃照明和飛拍功能，可進行高速測量，提升測量效率；
具有可獨立升降和可更換RGB光源，可適應更多復雜工件表面。
2、共焦激光掃描顯微法-共聚焦顯微鏡
激光共焦掃描顯微術是一項高分辨率三維光學成像技術。利用精密共焦空間濾波結構，通過物象共軛關系濾除焦點外的反射光，提高成像的可見度。共焦顯微鏡裝置是在被測對象焦平面的共軛面上放置兩個小孔，其中一個放在光源前面，另一個放在探測器前面。
展開 微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究
微型電腦應用-1999年 05期-微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究
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微型電腦應用-1999年 05期-微行星齒輪減速器的計算機輔助建模和仿真的研究.pdf
VirtualLab：用于微結構晶片檢測的光學系統
為了確保微結構所需的圖像分辨率，檢測系統通常使用高NA物鏡，并且工作在UV波長范圍內。作為例子，我們建立了包括高NA聚焦和光與微結構相互作用的完整晶片檢測系統的模型，并演示了成像過程。
任務描述
微結構晶圓
通過在堆棧中定義適當形狀的表面和介質來模擬諸如在晶片上使用的周期性結構的柵格結構。然后，該堆棧可以導入到各種不同的組件中，具體取決于預期用途。在這種情況下，我們將堆棧加載到一般光學設置中的一個光柵組件中，以便模擬整個系統。有關詳細信息，請參閱：用于通用光學系統的光柵元件
微結構晶片的角度響應
該光柵組件使用傅里葉模態法(FMM)，也稱為嚴格耦合波分析(RCWA)，其運作在k域中。當入射大NA光束時，需要考慮在k域中有足夠數量的采樣點來解決角度敏感效應。在光柵組件的求解器區域中，用戶可以輕松地調整此參數，以確保快速而準確的模擬。
大NA物鏡
Lens System Component允許輕松定義由光滑表面和均勻、各向同性介質的交替序列組成的組件。在界面和材料方面，可以從內置目錄中選擇現成的條目，也可以定制自己的條目，以實現最大的靈活性。
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算各種物理量。作為結果，所提供的附加組件之一提供了空間域中的輻照度。有關詳細信息，請參閱：通用探測器
非序列追跡
將通道配置模式切換設置為手動配置后，用戶可以為系統中的每個表面指定要為模擬打開哪些通道。當運行模擬時，將執行活動光路的初步分析(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，直到系統中的探測器。
展開 光 · 學堂 | 基于VirtualLab Fusion的微結構仿真設計與加工技術（光柵、超表面、蛾眼結構的仿真與加工技術）2026/5/19-5/20
授課時間
2026/5/19（二）-5/20（三）
AM 9:00-PM 16:00
授課地點
上海市嘉定區南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團隊及資深顧問
課程費用
4800RMB/1人次
(課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費)
課程簡介
微結構元件作為現代光學系統的核心組成部分，應用廣泛，其設計精度與加工質量直接影響器件性能。本課程借助光之數字模型平臺VirtualLab Fusion，結合多種仿真算法，開展各類微結構的仿真設計與性能優化教學。
課程涵蓋衍射光學元件、光柵、超表面等多種微結構類型，包括蛾眼減反射表面、偏振無關光柵、超構透鏡等，涉及結構建模、參數優化、性能驗證等核心環節，無需深厚軟件基礎即可參與學習。
本課程講解VirtualLab Fusion在微結構仿真中的應用方法，為微結構加工提供可靠的仿真支撐與理論依據。加工方面主要介紹微納加工工藝選型、加工參數把控及質量檢測等內容，呈現微結構從仿真設計到實際加工的完整技術思路。
展開 微流控生物打印細胞組織結構仿真初探 ￥800
<p>具有特定生物和機械性能的3D功能性組織結構在再生醫學和組織工程領域相當重要。但是，高度組織化、功能性的3D組織的發展仍面臨一個未解決的挑戰。在 體外重現包括多種細胞和細胞外基質的3D多級結構是一個相當不容易的任務。在這樣的背景下，生物打印作為一種有潛力制備仿生3D組織結構的新技術已經出現。生物打印可以根據需要實現多細胞結構的精確定位。數字化可調微流控3D生物打印是當今研究的一個熱點。
ICEM微結構網格劃分 ￥199
使用ICEM對微結構網格進行劃分，購買案例贈送教程
磨料射流拋光-平面、微結構 ￥499
使用fluent多相流模型進行磨料射流拋光仿真，主要包括網格劃分、模型設置、顆粒追蹤、后處理等文件，贈送視頻教程和答疑
特斯拉閥協同毛細微柵欄結構熱沉?
03
圖文導讀
圖1 特斯拉微通道與毛細微柵欄結構設計
如圖1所示，采用深反應離子刻蝕方法加工了特斯拉微通道協同毛細柵欄結構，與耐熱玻璃陽極鍵合形成熱沉。該熱沉的長度為10mm，每個通道包括18個周期性串聯的特斯拉單元結構。側壁加工了超親水性圓柱柵欄毛細結構，毛細壓力可達到19.2 kPa，顯著強化了液態工質的全域供應和通道壁面的局部再潤濕能力。
為了闡述特斯拉閥和側壁毛細柵欄結構的強化機理，研究團隊首先實驗測量了單相流動下正向、反向壓降和流動二極管特性（正向與反向壓降比值）。如圖2所示，單相流動二極管特性隨著雷諾數（Re）增加而增加。均勻分布在主通道內的特斯拉結構逐級放大了其對蒸汽回流的抑制作用，進而誘導工質定向有序地流動。
圖2 特斯拉微通道協同毛細微柵欄結構調節兩相流動
通過引入側壁毛細微柵欄結構實現了壁面的潤濕-再潤濕過程，誘導形成了穩定持久的側壁面薄液膜。結果表明，即使在極端沸騰條件下，超親水的微柵欄結構也能將微通道中不穩定和不連續的兩相流動轉變為穩定連續的環狀流流動，特別是側壁微柵欄產生的毛細驅動效應實現了壁面液體0.5m/s的高更新速度。
在揭示了特斯拉閥和壁面柵欄毛細結構在兩相傳輸中的重要作用之后，研究團隊繼續表征了該型熱沉在正向流動時候的換熱性能。從根本上說，高性能的對流沸騰傳熱需要高效的液體到蒸汽轉化。研究發現，當蒸汽質量干度χ<0.25時，如圖3（a和b）所示，壓降和壁溫都在~15秒的短時間內周期性波動。
展開 面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證
機械-2004年 09期-面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證
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機械-2004年 09期-面向微小型齒輪_軸過盈裝配的仿真建模與驗證.pdf
[VirtualLab] 用于微結構晶片檢測的光學系統
為了確保微結構所需的圖像分辨率，檢測系統通常使用高NA物鏡，并且工作在UV波長范圍內。作為例子，我們建立了包括高NA聚焦和光與微結構相互作用的完整晶片檢測系統的模型，并演示了成像過程。
任務描述
微結構晶圓
通過在堆棧中定義適當形狀的表面和介質來模擬諸如在晶片上使用的周期性結構的柵格結構。然后，該堆棧可以導入到各種不同的組件中，具體取決于預期用途。在這種情況下，我們將堆棧加載到一般光學設置中的一個光柵組件中，以便模擬整個系統。有關詳細信息，請參閱：用于通用光學系統的光柵元件
微結構晶片的角度響應
該光柵組件使用傅里葉模態法(FMM)，也稱為嚴格耦合波分析(RCWA)，其運作在k域中。當入射大NA光束時，需要考慮在k域中有足夠數量的采樣點來解決角度敏感效應。在光柵組件的求解器區域中，用戶可以輕松地調整此參數，以確保快速而準確的模擬。
大NA物鏡
Lens System Component允許輕松定義由光滑表面和均勻、各向同性介質的交替序列組成的組件。在界面和材料方面，可以從內置目錄中選擇現成的條目，也可以定制自己的條目，以實現最大的靈活性。
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算各種物理量。作為結果，所提供的附加組件之一提供了空間域中的輻照度。有關詳細信息，請參閱：通用探測器
非序列追跡
將通道配置模式切換設置為手動配置后，用戶可以為系統中的每個表面指定要為模擬打開哪些通道。當運行模擬時，將執行活動光路的初步分析(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，直到系統中的探測器。
展開 Ansys Speos｜微光學結構尾燈設計
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簡介
汽車照明行業在過去幾年中有了很大的發展，對復雜光學結構的需求需要先進的設計能力。Speos 3D Texture是一個獨特的功能，允許在給定的身體表面以圖案的形式設計和模擬微紋理。它的優點依賴于圖案(網格)的光學模擬模型，而不是使用實際的CAD幾何圖形。這樣就減少了計算時間和文件大小。
Speos 3D Texture是汽車照明設備的光性能和外觀設計使用的先進軟件工具，照明設計和驗證都可以在Speos中進行，仿真結果的保真度為保證較少的開發迭代次數提供了足夠的信心，從而降低了項目的成本和時間。
3D texture 設計
Speos 3DTexture建模能力完成參數定義以生成待驗證的仿真文件。3DTexture的設計參數將取決于所采用的制造技術、外觀和現有的光學設計專業知識，使用Speos，可以嘗試不同的輸入，以實現滿足所有條件的設計。在這個特定的用例中，一個透明的材料被用作光介質，可以從根據3DTexture不同模式，對透明光介質繼續光學設計(見下圖)。這種“燈”被用作車輛的尾燈設計。
3D Texture驗證
3D Texture 在Speos中可視化和模擬，可以對不同類型的測量目標進行定性和定量分析。3D Texture設計完成后，必須在Speos中進行虛擬驗證。照明外觀被定義為設計中最重要的度量(即光均勻性，顏色，亮度等)，另外光度性能也是評估項。
展開 VirtualLab Fusion應用：導入包含微結構高度數據的位圖文件
摘要
建模結果與測量數據的比較對于任何光學元件的設計過程都非常重要。因此，有必要將測量到的高度剖面（例如微結構的高度剖面）導入建模軟件，以評估真實元件的性能。因此，在本文檔中，我們將展示如何使用位圖文件導入高度數據。
簡介
步驟 1
- 使用Import功能將位圖圖像文件作為Data Array導入。
步驟 2
- 設置數據陣列的坐標、插值和外推法。
步驟 3
- 設置數據陣列的物理屬性。由于默認的長度單位是米，因此一定要指定一個合適的系數來表示微結構的高度。
步驟 4
- 檢查導入數據陣列的高度值，并通過Manipulation菜單進行調整（例如，應用常數乘法）。
步驟 5
- 使用Microstructure或DOE Component -> Channel Operator -> Stack
步驟 6
- 將導入的數據陣列加載到采樣界面
步驟 7 .
- 將堆棧的擴展設置為 DOE 的大小
步驟 8
- 如果需要，增加 TEA 算法的采樣系數
導入的 DOE 的 3D 視圖
使用導入 DOE 創建的衍射光束分束器
我們使用導入的 DOE 構建衍射光束分束器。緊跟在 DOE 之后的相位輪廓反映了從 DOE 加載的高度輪廓。從遠場圖片中，我們可以觀察到 DOE 起到了 5 × 5 光束分束器的作用。這可以通過調整折射率等參數進一步優化。
文件信息
展開 石英微振器熱敏性的多物理場有限元建模samcef
本案例分析了一種長條型的石英微振器，主要用于硅MENS諧振器。案例論文主要介紹了如何實現諧振器的低熱敏性。熱敏性的計算基于有限元軟件Samcef及Oofelie，利用這兩個軟件的聯合能夠計算出諧振器的機熱耦合及壓電特性。
論文題目：
Multiphysical Finite Element Modeling of a Quartz Micro-Resonator Thermal Sensitivity
Multiphysical Finite Element Modeling of a Quartz.pdf
