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原创 Zemax案例 | 基于Zemax超细内窥镜光学系统的设计

该超细内窥镜光学系统的核心指标堪称行业标杆：工作长度121mm、全视场80°、视向角0°，在486-656nm可见光波段下，像方分辨率的MTF值在113.5 lp·mm⁻¹处大于0.1，不仅远超同直径传像纤维（住田公司产品082F1000-7.0）的90.8 lp·mm⁻¹，更达到衍射极限，景深覆盖全工作范围，各类像差优化效果优异。如何在“细径”约束下，实现“高分辨率、低成本、无瑕疵”的传像效果，成为光学设计领域的核心课题——向阳教授团队的研究，正是围绕这一课题展开，而。

2025-12-10 15:03:14 548

原创 Zemax案例 | ZEMAX 赋能高分辨率投影物镜设计

前组透镜的后焦面与后组透镜的前焦面重合，视场光阑位于该重合平面，分别将前组、后组透镜成像于物方、像方无穷远。通过开放4个曲面的曲率和厚度作为优化变量，以有效焦距和场曲为核心优化目标，最终将子午场曲降至3.8μm，畸变缩减至0.028%（图3），在有效空间频率内MTF（调制传递函数）均超过70%（图4），为整体系统性能奠定基础。整体优化后，系统点列图RMS半径均在2μm以内（图7），截止线对数达标，分辨率实现0.625μm（图8），畸变降至0.0159%，最大子午场曲3.6μm（图9），完全达到设计预期。

2025-12-01 15:26:55 679

原创 Ansys Lumerical | 光子 PDK 合作代工厂速览

链接：https://www.ansys.com/zh-cn/news-center/press-releases/4-23-25-ansys-tools-certified-for-tsmc-16a。使用 Ansys Lumerical process file和layer builder，在 Ansys Lumerical Multiphysics 工具中进行与代工厂兼容的自定义器件设计。使用 Ansys Verilog-A 模型在 Virtuoso 中进行电光集成电路设计与仿真。

2025-12-01 15:23:50 731

原创 Zemax案例 | 一种低波前差变倍扩束系统的设计

该文章的核心创新在于：以“机械补偿三组元”实现灵活变倍，以“BK7/F2双胶合透镜”实现像差校正，以“Zemax多重结构优化”实现低波前差与紧凑设计的平衡，最终达成“2~6.4×变倍、≤250mm总长、0.1λ光程差”的综合性能，较传统系统在“变倍范围”“波前稳定性”“结构紧凑性”上均有突破。其中，特别提高畸变（DIMX）、波前像差（WFRN）、RMS光斑半径（RMSR）的权重—因畸变直接影响成像真实性，波前差决定相位一致性，二者是“低波前差”设计的核心。

2025-11-10 16:22:39 973

原创 Ansys Lumerical | 基于粒子群优化的双波段MIM滤波器引领高灵敏度检测革新

通过创新结构设计、PSO智能优化和FDTD精准仿真，实现了7504nm/RIU和8000nm/RIU的高灵敏度，250以上的高FOM，以及200nm×420nm的紧凑尺寸，性能远超现有同类研究。同时，孔洞可调控相位匹配条件，实现截止波长与通带的精准调谐，还能减少传播损耗，提升耦合效率，使传输谱中的共振谷更清晰。滤波器以银为金属材料，空气为绝缘介质，整体呈现对称结构，沿中心线分布着两个新型短截线（stub），每个短截线内含两个对称分布的空气孔洞，波导中间还设有一个小型垂直短截线，如图1所示。

2025-10-31 10:28:09 775

原创 Ansys Lumerical | 一种超高效率集成等离子体铌酸锂电光马赫-曾德尔调制器

摘要具有高调制效率和宽带宽的电光（EO）马赫-曾德尔调制器（MZM）对大容量光通信系统至关重要。迄今为止，薄膜铌酸锂（TFLN）MZM因其卓越的电光带宽和紧凑性而成为极具前景的解决方案。然而，受限于电场与光场的限制效率不足而导致的低调制效率，集成TFLN MZM的长度仍然长达数毫米至数厘米。这一缺陷既阻碍了其在并行或复用领域的大规模集成，也妨碍了其与紧凑电子元件进行经济且高效地集成。本研究通过将亚波长等离子体槽波导与TFLN平台融合，突破光学衍射极限形成强场限制，从而增强电光重叠和光—物质相互作用，成功攻克

2025-10-31 10:25:24 638

原创 Ansys Zemax | 基于micro-LED的车载AR-HUD光路设计

根据光路可逆原理，将“眼盒位置”设为物面，“micro-LED+放大镜组”设为像面，在ZEMAX中搭建反射结构，通过操作数REAX（光线X向坐标）、REAY（光线Y向坐标）、DIMX（最大畸变）、DIVI（除法运算）建立评价函数，评估成像质量。为平衡“高放大倍率”与“小系统体积”，团队设计“预放大+主放大”双级架构，通过“放大镜组（5倍）+离轴三反自由曲面镜组（25倍）”的叠加，最终实现125倍信号放大，同时利用离轴结构消除成像遮拦，自由曲面镜校正像差。

2025-10-30 15:11:01 1421

原创 Ansys Lumerical | 高效慢光马赫-曾德尔调制器实现0.21V·cm效率且带宽超过110GHz

摘要高速电光调制器是现代通信网络及各类应用的关键组件，这些应用需要实现芯片级调制，具备宽带宽、高调制效率和紧凑尺寸等特性。然而，同时满足这些指标具有挑战性，因此必须探索新的方法。为此，本文在绝缘体上氮化硅加载铌酸锂平台上提出了一种基于慢光波导和容性负载慢波电极的马赫-曾德尔调制器。群折射率的增大和微波损耗的降低显著提升了调制效率。在1mm长的调制区域下，获得了0.21Vcm的低半波电压长度积Vπ·L，这比传统的薄膜铌酸锂Mach–Zehnder调制器小一个数量级，并实现了超过110GHz的调制带宽。该调制器

2025-10-30 15:07:52 1017

原创 Ansys Zemax | 基于自由曲面的高分辨率成像光谱仪设计

通过建立平面坐标系（y'Oz'，O为光栅中心），结合抛物面方程、光栅方程与衍射角计算，团队最终求出三个子镜的关键参数：曲率半径分别为995.595mm（475nm）、1001.531mm（500nm）、1006.664mm（525nm），为后续拼接奠定了精准的几何基础。该研究的创新之处，在于提出了一种“计算简洁、逻辑清晰”的自由曲面设计方法——通过“离轴抛物面分段拼接”规避了传统方法的经验依赖，借助“Zernike多项式拟合”简化了复杂计算，最终实现了“高成像质量”与“高光谱分辨率”的双重突破。

2025-10-30 15:02:53 835

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