光學元器件
關注創建者：匿名 創建時間：2022-03-02
光學元器件的視頻教程
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光學元器件的實例教程
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 微型投影史集光、機、電技術于一體的高科技產品，精密的光學元器件組成也是錯綜復雜，比如光路設計的瑕疵，或光路中元件有質量問題，便直接反射到投影效果來。可是，在投影的使用過程中，大多數人并不是很了解它的工作原理、內部構造以及光學元器件的由來，這也形成了投影市場上光學元器件東拼西湊的亂象無人知曉。
投影機顯示系統的基本工作機理是：利用高亮度光源，照射顯示芯片，經投影光學系統放大，將芯片的圖像投射到10英尺至幾百英寸的大屏幕上。
DLP-LED投影儀的工作原理圖
關于投影機內部構造
那么，從單純投影儀的工作原理中，不難發現投影儀所涉及到的核心部件可分為三個系統：光學系統、散熱系統以及電路系統。其中，又以光學系統最為核心，又稱為"光機"或"光學引擎"，行家道"買投影就是買光機"，因為它直接決定著投影機所能達到的畫面品質。投影機廠家把成像芯片、光源、鏡頭光路、散熱全部集中在一個機構里，做成一個整體部件，這個機構部件叫光機或光學引擎。
LED智能投影光機（光學引擎）
小時候我們總會問媽媽，我們從哪里來？對于而今天作為投影小白來說，你還天真的認為這些光學核心部件是由品牌商自己生產出來的嗎？那就大錯特錯了，除了光機之外，投影儀的核心部件還包括散熱器、電路主板、模具（機殼）等，大多數投影機品牌商甚至都沒有經過內部器件研發生產，而是通過采購投影光機等光學元器件，然后將零散的部件進行開模具殼組裝起來，只有少部分企業是整機生產的。
大部分知名投影品牌商是DIY組裝？
在科技大爆炸的時代，卻是研發與銷售脫軌的時代，以下是國內大型的投影相關的生產研發廠商，大部分投影的光學元器件，都是來自這些廠商。
展開 中國已經是全球最大的光學透鏡、反射鏡、濾光片、棱鏡等光學元器件的生產及應用地，隨著下游的智能手機、相機、安防監控等行業的廠商及代工環節集中度越來越高，上游的光學元器件企業也在逐步集中化，處于第一陣營的龍頭企業不斷通過并購實現打張，處于第二陣營的企業其產能、技術、營收等與第一陣營的差距越來越大。
在傳統的照相攝像、投影鏡片領域，國內的鳳凰光學、利達光電、成都光明、宇迪光學等企業處于第一陣營，主要為日本及全世界的數碼相機、單反相機提供光學鏡片。最近幾年光學元器件行業技術升級更新明顯加快，光學鏡片的磨制從手工逐步實現自動化，現在又出現了用半導體工藝批量復制加工光學元件的晶圓級光學元件，預計未來的光學元件制造將更多依賴高性能制造設備。
經過百年發展，光學鏡頭行業已經較為成熟。在世界范圍內，發達工業國家的光學鏡頭制造工藝較為領先，尤其是德國和日本在鏡頭的研究與制造方面擁有悠久的歷史與傳統，造就了萊卡( Leica )和卡爾禁司( CarlZeiss )等光學巨頭，其中卡爾禁司鏡頭至今仍為世界鏡頭制造技術的典型代表。日本光學鏡頭產業自二戰后飛速發展，憑借更高性能價格比，在全球鏡頭行業市場逐漸占據優勢其主要生產企業有佳能( Canon )、尼康( Nikon )、富士( Fuji )、奧林巴斯( Olympus )等。
我國光學鏡頭產業的發展與軍工技術密不可分，二十世紀六七十年代，我國光學企業主要為云南、四川、福建等地的軍工企業。國產民用光學鏡頭產業起步較晚，2000 年后才有部分光學企業涉足民用光學鏡頭市場。2008 年之前國內光學鏡頭市場基本上被日本、德國品牌所壟斷，安防監控市場、手機市場、醫療影像市場的光學圖像設備上基本沒有中國大陸自主生產的鏡頭，臺灣企業生產的鏡頭產品也僅出現在少數較為低端的設備上。
展開 從折剪紙藝術中獲得的經驗被用于納米尺度的元器件構建。如今，麻省理工學院和中國科研人員首次利用折剪紙原理制造了納米尺度光學器件，為光通訊、傳感和計算領域的新應用開辟了道路。
由 MIT 機械工程教授方絢萊（Nicholas X Fang）和其他 5 名作者組成的團隊，將論文發表《科學·前沿》（Science Advances）上。基于標準微芯片制造技術，方絢萊教授領導的團隊用聚焦離子束在幾十納米厚的金屬薄片上雕刻出預定圖形。隨后，金屬薄片扭曲成一個復雜的 3 維形體，能對特定計劃的光進行選擇性濾波。
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定的方式卷曲，這些卷曲的結構可以用來作為光學器件。（研究團隊供圖）
方絢萊教授表示，類似形狀和復雜程度的金屬器件之前已經被制造出來，但是制造工藝復雜的多，且加工出的器件主要用于機械而不是光學領域。而新的納米器件可以一次成型，并用于諸多光學領域中。研究團隊的目標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，該圖案有點像風車葉片，而葉片旋轉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，金屬箔片將由于內部應力產生卷曲，這種應力也來自于離子束。離子束的沖擊產生了一些空穴，而另一些離子嵌入了金屬的晶格結構中，兩者聯合造就了足以扭曲金屬箔片的應力。
方絢萊教授表示，這個過程有點像折剪紙藝術，但是他們用的是離子束，不是剪刀。該納米器件是機械和光學交叉領域的一個有趣成果，這將為“納米折剪紙加工”開辟新的方向。
此外，研究團隊已經構建了該加工工藝的數學模型，用戶可以直接根據某種需要的光學特性來設計對應的，需要刻在金屬箔片上的圖案，而之前的設計很大程度上基于直覺和試錯。
展開 與傳統折射/反射光學元件不同，這種元件的設計理念通過光學幾何相位或PB相位（Pancharatnam–Berry phase）來實現，即液晶分子的二維空間有序排布（圖2）。液晶材料是一種具有單軸光學各向異性的材料，具有相對較高的雙折射率（Δn≈0.2），通過高分辨圖案化液晶配向技術（例如光配向）控制液晶分子的取向，可實現復雜相位波前，在數個微米厚度內高效操控光場，實現各種光學功能，不涉及顯影、蝕刻等結構轉移步驟，被譽為第四代光學技術。
圖1 （a）傳統光學元件，（b）液晶聚合物平面透鏡
圖2基于PB相位液晶元器件中液晶分子的指向矢分布。(a)透鏡，(b)光柵，(c)液晶分子從0到2π變化，對應相位在0到4π之間變化，在2π位置由于液晶分子自組裝作用，不存在相位突變。
圖3 基于液晶聚合物的平面光學元件制備流程
基于幾何相位的液晶超表面器件，利用液晶分子在平面內0-180°指向變化，來控制光學波前0-2π相位變化，從而實現復雜光學相位器件（圖2）。該新型光學元器件的制備流程由圖3中給出，主要包括旋涂偏振光敏薄膜、圖案化偏振曝光、灌注液晶（LC）或者涂敷液晶聚合物（LCP）材料，即可完成主動可控的液晶光子器件或者耐用薄膜液晶聚合物光子器件，其中器件效率通過半波延遲量來控制。幾何相位液晶平面光學有以下特點：
輕薄、易集成：液晶或者液晶聚合物材料具有相對較高的雙折射率(約0.15)，僅需<2 um的厚度即可滿足可見光至近紅外器件的半波延遲需求。液晶聚合物薄膜可通過層壓、膠粘等工藝與多種光學元件進行對準集成。
分子指向電場可控，便于面向主動光學器件應用。
展開 
光學元器件的最新內容
展會名稱：2026年印度國際電子元器件及設備博覽會 —— 德國慕尼黑電子展分支展
英文簡稱：ep India (electronica / productronica India 2026)
展覽日期：2026年9月16日—18日
展覽地點：印度班加羅爾國際展覽中心
展品范圍：傳感器、繼電器、電機、線纜、開關、半導體、連接器、被動元件、電機、線纜、系統集成及子系統
2026年俄羅斯圣彼得堡電子元器件展覽會RADEL
展會時間：2026年9月23-25日
展會地點：圣彼得堡CEC Expoforum展覽中心
主辦單位：FAREXPO
組展公司：廣州勵智穎展覽服務有限公司
同期舉辦：圣彼得堡電子工業及自動化展
2026年俄羅斯圣彼得堡電子元器件展覽會（
討論題：溫度對元器件性能和壽命的影響有哪些？（ ）
A、材料熱膨脹系數不匹配導致的熱應力
B、材料被腐蝕速率隨溫度升高而升高
C、溫度變化后，材料電氣性能會發生變化
D、溫度變化后，芯片封裝氣密性會發生變化
E、溫度變化后，一些材料的硬度、機械粘接力、彈性模量等會發生變化
坦白講，這是我成為熱設計工程師之初一直在思考的問題，原因是擔心熱設計行業會不會很快成為夕陽行業。雖然我前面通過熱的無序性和信息以及能源的有序性矛盾粗略解釋了熱管理問題會越來越嚴重
被譽為“工業糧食”的電子元器件，是支撐電子信息產業發展的基石，其技術實力與產業水平直接關系到國家電子信息產業的綜合競爭力和戰略安全。當前，在國家戰略引領、自主技術創新以及應用需求升級的多重推動下，中國電子元器件產業正快速向高質量、高附加值的發展階段邁進。
在全球新一輪科技革命和產業變革浪潮下，5G/6G通信、人工智能、物聯網、新能源汽車、高端裝備制造等戰略性新興產業快速崛起，催生了市場對高性能
2026深圳國際半導體及電子元器件展覽會
2026 Shenzhen International Semiconductor and Electronic Components Exhibition
地點：深圳國際會展中心
時間：2026年10月27-29日
主辦單位：
深圳市電子商會
勵展博覽集團
展會介紹：
深圳國際半導體及電子元器件展覽會由深圳市電子商會及勵展博覽集團聯合打造
2026第二屆越南國際電子產業及智能制造博覽會
THE 2nd VIETNAM INTERNATIONAL ELECTRONICS INDUSTRY
AND INTELLIGENT MANUFACTURING EXPO(VIEE 2026)
展會時間：2026年5月28-30日
展會地點：越南北寧市京北文化中心
主辦單位：越南中越中集團ZYZ
深圳國際半導體及電子元器件展覽會由深圳市電子商會主辦，專注于集中展示從元件到系統、從設計到制造的全產業鏈新產品：半導體、分立器件、功率器件和模塊、開關及連接技術、電阻、電容、電感、繼電器、變壓器、電路保護等、顯示、嵌入式系統、汽車電子、PCB領域的前沿技術、新產品和行業應用解決方案。
深圳國際半導體及電子元器件展覽會已連續在深圳國際會展中心（寶安）舉行五屆，展會融合了七個電子領域專業展會
2026深圳國際電子元器件展覽會4個月前
2026深圳國際電子元器件展覽會
2026 Shenzhen Electronics Expo
時間:2026年10月27-29日 地點:深圳國際會展中心
展會介紹
深圳國際半導體及電子元器件展覽會由深圳市電子商會主辦，專注于集中展示從元件到系統、從設計到制造的全產業鏈新產品：半導體、分立器件、功率器件和模塊、開關及連接技術、電阻、電容、電感、繼電器、變壓器
2026年泰國國際電子元器件、材料及生產設備展覽會Nepcon Thailand 2026
【展會時間】2026年6月17-20日
【主辦單位】勵展博覽集團亞洲公司
【展館名稱】曼谷BITEC展覽中心
【組展公司】廣州勵智穎展覽服務有限公司
泰國國際電子元器件、材料及生產設備展覽會(Nepcon Thailand
2026年墨西哥國際電子元器件及生產設備展 EEI
開展日期：2026年5月26日-28日
主辦單位：Vanexpo SA de CV
展會地點：墨西哥城Banamex展覽中心
同期舉辦：墨西哥國際電力及照明展，三駕馬車筑起墨西哥電子行業展。
一、展會簡介
墨西哥國際電子元器件、電力及生產設備展
