德國耶拿大學 鐘慧瑩博士

鐘慧瑩于2007年至2011年于山東大學攻讀電子科學與技術(shù)專業(yè)，期間前往華中科學與技術(shù)大學交流學習，學士畢業(yè)論文“拓撲絕緣體的光學性質(zhì)研究”獲得山東省優(yōu)秀畢業(yè)論文。隨后在Friedrich Schiller University Jena大學攻讀光學碩士研究生，期間致力于場追跡概念的應(yīng)用與研究，發(fā)表多篇會議論文以及期刊，于2014年畢業(yè)并獲得光子學理學碩士學位。隨后進入耶拿大學-應(yīng)用物理研究所-應(yīng)用計算光學組攻讀博士，獲得德國圖林根洲獎學金（Thüringen-Stipendium Plus (ESF)），先后工作于兩ZIM（歐洲中央創(chuàng)新計劃項目）項目，主攻衍射光學元件以及漸變折射率介質(zhì)研究方向。讀博期間同時工作于VirtualLab Fusion軟件的開發(fā)以及銷售公司LightTrans，面向國際市場進行相關(guān)技術(shù)研討，為客戶提供技術(shù)支持。

課程概要

VirtualLab Fusion是基于現(xiàn)代物理光學的仿真與設(shè)計的商業(yè)軟件，廣泛應(yīng)用于科技產(chǎn)品光學部分的研發(fā)，以及研究所高級光學理論應(yīng)用的研究，現(xiàn)階段逐步使用在本科以及研究生教育教學領(lǐng)域。眾所周知，現(xiàn)代光學系統(tǒng)的構(gòu)成趨于復(fù)雜化，在傳統(tǒng)的透鏡系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加了光柵，衍射類光學元件，微納元件等，此時的系統(tǒng)建模與仿真?zhèn)鹘y(tǒng)幾何光學無法勝任，物理光學則可以提供全面精準的算法。與此同時，飛秒激光，部分相干光如VCSELs、LED等光源也可以包含到建模與設(shè)計過程中來。物理光學的實用性，不僅體現(xiàn)在計算精度，而且在于較高的計算效率。VirtualLab的基本理論即為快速物理光學（Fast Physical Optics）。在本次課程中，我們會為大家詳細介紹快速物理光學理論，并從光學建模，不同光學元件的傳播算法以及探測器模型三個方面剖析快速物理光學理論的應(yīng)用，當然，這些算法大部分已經(jīng)集成在VirtualLab中，并提供較為成熟的使用攻略，也有一些尚在研究階段，我們歡迎項目合作與共同開發(fā)。相信這門課程對于從事現(xiàn)代光學設(shè)計仿真的工程師，以及從事于光學研究的學者有所助益，幫助大家對于實用的光學基礎(chǔ)理論體系進行梳理，以及選擇更加適合的研究算法及工具。

另外，VirtualLab的開發(fā)團隊通過與各大光學公司以及研究所合作的數(shù)十年經(jīng)驗總結(jié)了VirtualLab適用的五大應(yīng)用領(lǐng)域，分別為：光束整形（包含衍射類，折射類，自由曲面等）元件設(shè)計與仿真，激光系統(tǒng)的仿真與設(shè)計，成像系統(tǒng)的仿真與設(shè)計，光學測量系統(tǒng)的仿真與設(shè)計，虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實以及混合現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。我們也會根據(jù)時間以及與會人員的興趣對這幾個應(yīng)用領(lǐng)域進行案例展示。

課程大綱

第一天

9：00-10：30 VirtualLab基礎(chǔ)快速物理光學（Fast Physical Optics）講解，并展示序列（Sequential）與非序列（Non-sequential）追跡的使用以及優(yōu)勢。展示VirtualLab軟件的基本頁面以及基本文件類型。

10：45-12：00 VirtualLab中光源以及探測器的建模。包含基本光源高斯，部分相干光源VCSEL，LED以及飛秒光源的設(shè)置，光場的探測，輻射度量以及光度的測量，以及用于優(yōu)化設(shè)計的評價函數(shù)設(shè)置。

12：00-13：00 午餐

13：00-16：00 VirtualLab中對于各類光學元件的仿真方案，涉及大量算法概覽，如對于透鏡、衍射透鏡、衍射類整形器、光柵等的建模，仿真與設(shè)計。輔助以相關(guān)操作。

第二天

9：00-10：30 光束整形器的分類與設(shè)計方案。并使用VirtualLab展示光束分束器的設(shè)計過程，公差分析以及制作數(shù)據(jù)導(dǎo)出。（案例1）

10：45-12：30 激光器的相關(guān)案例操作展示。光束傳遞系統(tǒng)（beam delivery system），包含光束準直，擴展，聚焦等（案例2）；光束掃描系統(tǒng)（beam scanning system），包含f-theta lens的仿真，嘗試使用VirtualLab中對于元件位置設(shè)置的相關(guān)操作。（案例3）

12：00-13：00 午餐

13:00-14：30 光學測量系統(tǒng)馬赫澤德干涉儀的搭建，與仿真。（案例4）光柵設(shè)計案例展示。（案例5）

14：45-16：00 展示混合現(xiàn)實設(shè)備結(jié)構(gòu)（光波導(dǎo)+光柵）搭建，以及仿真優(yōu)化。