光學功能材料的案例
人工智能可以分析照片中的光學材料屬性
繼而推斷出材料的正常反照率，漫反射率，鏡面反射率和鏡面粗糙度，和不同圖像的像素。未來設計師可以通過AI預測光學材料屬性，更快地迭代他們的設計。
小圖像對大圖像的表面進行數字重建
光學材料的發展
光學材料是用于光學實驗和光學儀器中的具有一定光學性質和功能的材料的統稱。目前，光學材料的種類多達幾十種，其中光學玻璃在成像元件中使用得最多。
由于現代光學工業同電子工業、信息技術、通信技術的緊密結合，光學制造越發得到研究人員的重視。從光學材料、元件、鏡頭組件到整機儀器生產領域，光學制造的上中下游產品呈現出各異的市場現狀，整條產業鏈出現不同的發展趨勢。
如何訓練AI預測光學材料屬性
人類不擅長編程計算機來識別圖像。因此，研究人員必須邀請教授運用AI，從已知這些值的圖像中預測材料特性。
少層銻烯電化學剝離制備及其形貌結構表征
然而這個過程是非常有挑戰性的。它需要一個200000程序生成的空間變化雙向反射分布函數的數據集、40萬次訓練迭代以及需要一周左右的GPU處理時間。
AI使用輸入照片（左圖）來恢復描述反照率和鏡面粗糙度（中間圖像）的SVBRDF貼圖。然后使用這些貼圖重新渲染圖像（右圖像）
計算機可以學習如何識別圖像上的每個視覺指數，例如材料產生的陰影和反射。完成這個目標的關鍵因素是對圖像的模擬，我們為了訓練機器學習準備了大量的圖片。
如果未來AI可以協助人們快速確定材料屬性，那么工程師們就可以專心于他們的設計，而不是尋找確定其光學數據的方法。
一般來說，收集這些光學數據可以一次性識別一小塊材料。而通過這種新工具可以在像素級別上評估這些屬性，因此工程師現在可以立即評估大型表面。
展開 CODEⅤ光學成像設計軟件功能簡介：設計優化能力
[圖片]
新一代光學工程仿真軟件—FRED MPC支持的功能
在所有其他情況下，將使用所請求的散射光線數量（最多10條光線）
腳本
GPU上不支持腳本元件（例如材料，曲面，散射等）。 有關腳本元件如何在GPU上進行近似的更多信息，請參閱本文檔的相應部分。
修改FRED文檔的腳本（包括更新前/后腳本）應在將文檔發送到GPU之前執行
以下腳本命令用于支持MPC光線追跡：
光源
有三種光線追跡操作模式用于使用GPU執行光線追跡，本文檔的光線追跡模式部分對此進行了描述。僅當使用Trace GPU Rays模式時，本節中的信息才有意義。使用Trace CPU Rays模式時，光源功能僅受GPU上光線數據支持的屬性限制（有關詳細信息，請參閱“光線”部分）。
使用Trace GPU Rays模式時，光源定義將加載到GPU中，然后GPU用于生成和追跡光線。為了正確執行，GPU實現需要支持源定義的屬性。如果不支持光源的屬性，則GPU不會生成或追跡光線。
下表列出了GPU的光源屬性支持：
1. GPU僅使用列表中激活的波長。 這也會影響GPU上采樣材料的表示，其折射率值在使用“As specified by list”波長選項的每個光源的有效波長下進行評估。
2. 有關GPU如何表示每種材料類型的詳細信息，請參閱本文檔的“材料”部分。
3. 無論光源中的實際設置如何，功率單位始終為瓦特。 例如，如果指定50流明的光源，則GPU將產生具有50瓦特總功率的光線。 光線將被正確追跡，但50流明光源的輻射測量是不正確的。
4.
展開 光學膜｜住友化學運用AI和轉基因微生物技術制造高功能薄膜
住友化學與一家美國初創公司共同研發了一項技術，使用轉基因微生物生產用于移動終端的高功能薄膜。該技術可望在2021年內應用于主要制造商的移動終端。如果消耗大量能源的化學合成能夠被生物生產所取代，將有助于減少二氧化碳（CO2）的排放。
美國Zymergen和住友化學利用AI和轉基因技術開發的高功能薄膜（照片來源：Zymergen）
根據日媒日本經濟新聞報道，住友化學利用新技術研發的是一種名為Hyaline的薄膜材料。它是一種無色透明樹脂，厚度為幾十微米，可作為智能手機等設備的觸摸面板的薄膜材料。住友化學與位于美國加州的納斯達克上市公司Zymergen共同研發了使用微生物的制造技術。
住友化學公布稱：“Zymergen的數據庫記錄了微生物以糖等物質為食所產生的各種物質數據，通過運用人工智能（AI）和轉基因技術，研發出了Hyaline薄膜材料”。
為了使微生物有效地生產薄膜材料，Zymergen按照人工智能的指令將其進行了基因組編輯操作。如果把這些微生物放在罐子里培養，它們將繼續生產樹脂材料。
與傳統的石油化工生產方式相比，利用微生物生產的新材料更加透明，并具有耐久性和易于導電的優越性。新材料即使在折疊時性能也不會下降，因此適用于可折疊的智能手機等便攜式設備。據Zymergen稱，未來將從石油基生產轉向微生物生產。
Zymergen表示，「使用Hyaline薄膜材料將實現比現有傳統產品更明亮、更清晰、電池壽命更長的顯示器」。2019年4月，住友化學與Zymergen開始了業務合作。
展開 
幫您做好光學仿真設計工作！Ansys Speos 2023 R1新功能來了
Ansys 光學軟件
咨詢與訂購方式
聯系人：光研科技南京有限公司徐保平
手機號：15051861513
微信號：13627124798
Ansys 2024 R2：光學與光子學仿真新功能介紹【9月24日直播】
</p><p>Ansys 2024 R2新版本的增強功能更是<strong>專注于縮短運行時間，擴展容量，實現數字化轉型和提供硬件靈活性。</strong>這也使得Ansys多物理場仿真比以往更易于訪問，且功能更強大。</p><p>除此之外，Ansys 2024 R2版本也對光學與光子學仿真進行了功能和界面更新。以安裝界面為例，變化頗為顯著。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/lR4GOtoy9vJ6pEXBo6lyJWUNqnyFA5TuBQn9khsicTVUNNpleBDicb61W0V4NP7clicUOUtK6PmcKzuMBwBgWw7og/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg" width="1165"></p><p>首先，從Ansys 2024 R2版本開始，Zemax和Ansys徹底合二為一，相較于之前以獨立安裝包形式進行安裝，Zemax軟件現在可以作為一個可選選項現身于 ANSYS 安裝包之中。其次，Ansys 2024 R2版本在Ansys 2024 R1版本SPEOS for NX功能基礎上，新增一項功能 SPEOS for CREO。
展開 三維輪廓儀測粗糙度：光學3D表面輪廓儀功能詳解
光學3D表面輪廓儀為這一需求提供了解決方案。
在半導體制造、3C電子、光學加工等高精度行業，表面粗糙度的測量精度直接影響到產品的性能和可靠性。SuperView W系列光學3D表面輪廓儀正是為了滿足這一需求而設計的。
產品特點
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀采用了白光干涉技術，結合精密Z向掃描模塊和3D建模算法，能夠對各種精密器件及材料表面進行亞納米級的測量。這種非接觸式的掃描方式不僅避免了對被測物體的損傷，還提供了高測量精度和重復性。
測量原理
該系列輪廓儀的工作原理基于光學干涉技術，通過白光LED作為光源，對被測物體表面進行照射。由于白光具有寬廣的光譜，能夠提供更高的測量精度和分辨率。通過精密的Z向掃描，設備能夠捕捉到物體表面的微觀形貌，并利用3D建模算法重建出物體的3D圖像。
應用領域
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀的應用領域非常廣泛，包括但不限于半導體制造、3C電子產品的玻璃屏、光學元件的曲率和輪廓尺寸測量、超精密加工、微納材料制造、汽車零部件以及航空航天和科研院所的研究工作。
性能特色
1. 高精度與高重復性：采用的光學干涉技術和精密Z向掃描模塊，確保了測量的高精度。
2. 環境噪聲檢測功能：能夠定量評估外界環境對測量的干擾，為設備調試和故障排查提供數據支持。
3. 精密操縱手柄：集成了X、Y、Z三個方向的位移調整功能，使得測量前的準備工作更加快捷。
4. 雙重防撞保護措施：軟件和硬件雙重保護，最大限度降低操作風險。
5. 雙通道氣浮隔振系統：提供了穩定的工作環境，即使在沒有外接氣源的情況下也能正常工作。
展開 《AM》綜述：液體金屬材料的表面光學和色彩效果
進一步的研究表明，通過簡單的耦合方法可以將各種有機生物分子附著在LMs表面，從而實現LMs的特殊功能應用。生物分子的附著改變了LM的表面顏色，從而實現了LM的彩色功能化。此外，該策略基于分子識別和生物分子中介，還可以實現LM從靜態到動態的轉換，在智能軟機器人、LM流體和LM操作領域具有重要的應用潛力。
圖9 通過引入聚合物材料制備彩色液態金屬
表面氧化層的形成保護了LM，并改變了它們的光學性質。如圖10所示，攪拌引入氧氣增加了LMs與氧氣的接觸面積，因此氧化物增加，LMs的附著力和潤濕性明顯提高，表面顏色也由銀白色變為灰白色。通過對eGaInSn液態金屬的XPS分析，進一步分析了LMs表面氧化殼的結構和性質，表明氧化層為金屬氧化物。LMs表面的天然氧化物是半導體材料，是光電器件所必需的。因此，不同的氣氛單獨或協同結合熱處理可以賦予液態金屬獨特的核殼結構和性能。此外，LMs的表面可在水或水蒸氣中氧化，形成核殼結構。研究確定氧化殼的外層為Ga2O3，內層為Ga2O，氧化殼置于沸水中會轉化為GaOOH。
圖10 通過氣相沉積制備的核殼結構誘導的彩色液態金屬
液態金屬粒子光學性質的主動控制在非線性光子學和光電子器件中具有很大的應用潛力。如圖11所示，通過在LMs (eGaIn)中加入金屬Mg制備了eGaIn-Mg軟金屬，通過控制摻雜比例改善了eGaIn-Mg軟材料的表面粗糙度。此外，eGaIn-Mg表面的金屬可以與空氣中的水反應形成氧化殼，從而產生不同的表面材料和光學性質。eGaIn-Mg的表面形貌和材料的改變會影響其光學性質，導致其顏色發生變化。從圖11可以看出，在激光照射下，簡一微粒的形狀會發生改變，導致散射光譜的演化。簡一粒子的表面顏色隨散射光譜的變化而變化。
展開 【科普系列】基于超材料的無標記光學生物傳感
研究背景
超材料（Metamaterials）是一種由大量亞波長結構單元組成的人工電磁材料。通過精心設計結構單元的幾何形狀和排布方式，超材料對于電磁波的遠近場調控都展示出前所未有的靈活性，實現了負折射、完美成像、電磁隱身等一系列超常物理特性，在材料學、電磁學等不同領域中都引起了人們的廣泛關注。尤其，超材料能夠在其表面支持顯著的局域場增強，對周圍介電環境的變化極其敏感，在無標記光學生物傳感領域具有重要應用前景。光學生物傳感器可實現生物分子及其相互作用的快速無損檢測，對于疾病的早期診斷、生物醫藥研究以及環境監測等方面都具有重要意義。傳統的光學生物傳感器主要基于表面等離子體共振（金膜等）和局域表面等離子體共振（金納米顆粒等）兩種機理，往往面臨著體積龐大、靈敏度不足、功能單一等缺點，難以滿足日益復雜的實際應用需求。而超材料生物傳感器能夠支持更加豐富的電磁模態，具有更加優異的靈敏度，易于小型化和集成化，而且在功能設計上更具靈活性，是發展下一代高性能生物傳感芯片的重要方案之一。
展開 CAD球體功能梯度材料3D插件 ￥1999
插件介紹
CAD球體功能梯度材料3D插件可在AutoCAD內建立大小呈現梯度分布的球體及長方體孔隙三維模型。
功能梯度材料（FGM）模型包含大小梯度變化的球體及與之適配的長方體部件，可用于球體材料的梯度分布或梯度多孔結構材料建模。
插件支持設置上小下大、上大下小兩種球體的梯度分布模式，及隨機排布的非梯度模式。插件內置的動力學堆積算法可模擬實際工程中不同粒徑顆粒投放順序下的堆積效果。
插件可設置三組球體粒徑范圍，并可指定球體間的最小間距參數，可用于生成多種不同形態的梯度孔隙結構模型。
使用須知
1、插件使用需注冊，售價為單機許可價格；
2、插件兼容Windows系統，運行需要安裝AutoCAD（2010~2025及以上版本均可使用）。
3、售后及技術支持請聯系微信：AbyssFish_LJR，或QQ：1135122921。
樣圖實例
可下載插件生成的模型樣圖，并進行其他軟件的導入測試及模擬。（CAD2010文件）
球體功能梯度材料3D樣圖.rar
展開 潘世烈等合成三種新型復合硼酸鹽非線性光學材料
來源：中國科學材料
新型納米復合材料實現光學器件的反復擦寫
光學波導器件是光學通訊的重要元器件，這類光波導器件通常采用傳統的半導體工藝制備，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，傳統光學波導元件一旦制備成型，便無法擦除修正。隨著信息科學技術的迅猛發展，人們對光學元器件的快速、低成本制備及可重復擦寫充滿了期待。
近來，美國德克薩斯大學奧斯汀分校機械工程系的鄭躍兵教授及其帶領的研究團隊，研究開發了新的納米復合材料，首次實現了全光學技術制備、擦除光學波導器件，該技術可廣泛應用于新一代光學芯片的設計與開發。
德州大學研究團隊研發的納米復合材料，將低成本的鋁納米顆粒陣列嵌入一層300 nm的有機薄膜（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）中。在光激發的條件下，該復合材料可同時兼具貴金屬納米顆粒的表面等離子激元和光學波導的屬性，成為等離子激元—波導混合模。為了實現該混合模波導的可擦寫，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生激子，并與混合模波導發生強耦合作用，隨后他們將波導工作頻率調制到其他波段，從而實現了光波導的擦除；反之，在綠光的照射下，螺吡喃分子呈現光學透明性質，使混合波導有效工作，從而實現波導器件的寫入。
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合波導的諧振頻率，將器件圖案直接寫入芯片上，再利用紫色光照射，實現波導器件的擦除。該技術充分利用了光學技術的高效和可控性，可實現不同復雜器件的重復性寫入和擦除。
該研究團隊表示，要將這項技術應用到半導體工業中，首先需要提高該復合材料的光學穩定性，延長其使用壽命。 此外，還需要調控嵌入納米顆粒陣列的光學屬性，使波導的諧振頻率與通訊頻率相匹配。
展開 白光干涉儀(光學3D表面輪廓儀)只能測同質材料嗎？
無論是研究材料性質、表面形貌，還是進行質量控制和判別等方面，又或者是測量薄膜、涂層的厚度、光學膜的質量、光學器件的性能等，在材料科學、光電子學、微電子學等領域都扮演著重要的角色。除主要用于測量表面形貌或測量表面輪廓外，具有的測量晶圓翹曲度功能，非常適合晶圓，太陽能電池和玻璃面板的翹曲度測量，應變測量以及表面形貌測量。
結果組成：
1、三維表面結構：粗糙度，波紋度，表面結構，缺陷分析，晶粒分析等；
2、二維圖像分析：距離，半徑，斜坡，格子圖，輪廓線等；
3、表界面測量：透明表面形貌，薄膜厚度，透明薄膜下的表面；
4、薄膜和厚膜的臺階高度測量；
5、劃痕形貌，摩擦磨損深度、寬度和體積定量測量；
6、微電子表面分析和MEMS表征。
總之，白光干涉儀并非只能測量同質材料。盡管在非同質材料的測量中需要更多的校準和計算，但通過精確的技術和分析方法，它仍然可以提供準確、詳細而可靠的測量結果，幫助我們深入研究材料的特性和性能。
展開 技術鄰周報Q9：CAD/二次開發/COMSOL/光學/moldflow/優化設計/LS-DYNA/復合材料/Python
語言本身簡單易學，功能卻極其強大，幾乎可以涉及到CAD操作的方方面面。autoCAD還貼心地為這種二次開發語言提供了開發和調試界面，用戶只需要在命令行輸入VLIDE命令即可打開Vlisp編程界面進行CAD二次開發。VisualLisp是autoCAD提供的一種簡單方便的二次開發語言。語言本身簡單易學，功能卻極其強大，幾乎可以涉及到CAD操作的方方面面。autoCAD還貼心地為這種二次開發語言提供了開發和調試界面，用戶只需要在命令行輸入VLIDE命令即可打開Vlisp編程界面進行CAD二次開發。
2、基于COMSOL的流固耦合微泵輸運細胞仿真分析
作者：琳泓comsol
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809491
微泵作為微流體系統的“心臟”，是微流體輸送的動力源，也是微流體系統發展水平的重要標志。作為一種重要的微型執行部件，微泵還可廣泛應用于藥物輸送、血液運輸、DNA合成、電子冷卻系統、微全分析系統、微型燃料電池、微型衛星推進系統等領域，具有巨大的市場應用前景。
3、光波導：主流AR眼鏡的核心顯示技術
作者：
上海安世亞太
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809511
隨著主流AR設備微軟HoloLens2、Magic Leap One等對光波導技術的采用和設備量產，以及AR光學模組廠商DigiLens、耐德佳、靈犀微光等近期融資消息的頻繁披露，導致光波導的討論熱度也持續增加了不少。
展開 神奇的功能材料——形狀記憶合金
用極薄的記憶合金材料先在正常情況下按預定要求做好，然后降低溫度把它壓成一團，裝進登月艙帶上天去。放到月球上以后，在陽光照射下溫度升高，當達到轉變溫度時，天線恢復成了自己的本來面貌，變成一個巨大的半球形。
除了航空業，形狀記憶合金已廣泛用于醫學和生活各個領域。作為一類新興的功能材料，很多新用途正不斷被開發，例如用記憶合金制作的眼鏡架，如果不小心被碰彎曲了，只要將其放在熱水中加熱，就可以恢復原狀；不久的將來，汽車的外殼也可以用記憶合金制作，不小心碰癟了，只要用電吹風加溫就可恢復原狀。
目前世界上已經有銅鋅、金鎘、鎳鋁等20多種具有記憶功能的合金，不僅單次“記憶”能力幾乎可達到百分之百，即恢復到和原來一模一樣的形狀，更可貴的是，這種“記憶”本領即使施展500萬次以上也不會導致材料斷裂。
來源：北京市科協
展開 