德國(guó)耶拿大學(xué) 鐘慧瑩博士

鐘慧瑩于2007年至2011年于山東大學(xué)攻讀電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，期間前往華中科學(xué)與技術(shù)大學(xué)交流學(xué)習(xí)，學(xué)士畢業(yè)論文“拓?fù)浣^緣體的光學(xué)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(xué)攻讀光學(xué)碩士研究生，期間致力于場(chǎng)追跡概念的應(yīng)用與研究，發(fā)表多篇會(huì)議論文以及期刊，于2014年畢業(yè)并獲得光子學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位。隨后進(jìn)入耶拿大學(xué)-應(yīng)用物理研究所-應(yīng)用計(jì)算光學(xué)組攻讀博士，獲得德國(guó)圖林根洲獎(jiǎng)學(xué)金（Thüringen-Stipendium Plus (ESF)），先后工作于兩ZIM（歐洲中央創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目）項(xiàng)目，主攻衍射光學(xué)元件以及漸變折射率介質(zhì)研究方向。讀博期間同時(shí)工作于VirtualLab Fusion軟件的開發(fā)以及銷售公司LightTrans，面向國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)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(xué)的仿真與設(shè)計(jì)的商業(yè)軟件，廣泛應(yīng)用于科技產(chǎn)品光學(xué)部分的研發(fā)，以及研究所高級(jí)光學(xué)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(xué)領(lǐng)域。眾所周知，現(xiàn)代光學(xué)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(xué)元件，微納元件等，此時(shí)的系統(tǒng)建模與仿真?zhèn)鹘y(tǒng)幾何光學(xué)無法勝任，物理光學(xué)則可以提供全面精準(zhǔn)的算法。與此同時(shí)，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(jì)過程中來。物理光學(xué)的實(shí)用性，不僅體現(xiàn)在計(jì)算精度，而且在于較高的計(jì)算效率。VirtualLab的基本理論即為快速物理光學(xué)（Fast Physical Optics）。在本次課程中，我們會(huì)為大家詳細(xì)介紹快速物理光學(xué)理論，并從光學(xué)建模，不同光學(xué)元件的傳播算法以及探測(cè)器模型三個(gè)方面剖析快速物理光學(xué)理論的應(yīng)用，當(dāng)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(xiàng)目合作與共同開發(fā)。相信這門課程對(duì)于從事現(xiàn)代光學(xué)設(shè)計(jì)仿真的工程師，以及從事于光學(xué)研究的學(xué)者有所助益，幫助大家對(duì)于實(shí)用的光學(xué)基礎(chǔ)理論體系進(jìn)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(tuán)隊(duì)通過與各大光學(xué)公司以及研究所合作的數(shù)十年經(jīng)驗(yàn)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(jì)與仿真，激光系統(tǒng)的仿真與設(shè)計(jì)，成像系統(tǒng)的仿真與設(shè)計(jì)，光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的仿真與設(shè)計(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)以及混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。我們也會(huì)根據(jù)時(shí)間以及與會(huì)人員的興趣對(duì)這幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)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(xué)（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(shì)。展示VirtualLab軟件的基本頁(yè)面以及基本文件類型。

10：45-12：00 VirtualLab中光源以及探測(cè)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(chǎng)的探測(cè)，輻射度量以及光度的測(cè)量，以及用于優(yōu)化設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)函數(shù)設(shè)置。

12：00-13：00 午餐

13：00-16：00 VirtualLab中對(duì)于各類光學(xué)元件的仿真方案，涉及大量算法概覽，如對(duì)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(jì)。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(jì)方案。并使用VirtualLab展示光束分束器的設(shè)計(jì)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(zhǔn)直，擴(kuò)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(duì)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(xué)測(cè)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(jì)案例展示。（案例5）

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