我是一名经验丰富的光学工程师,核心技能覆盖光学系统设计、仿真分析与编程自动化。
在光学仿真软件方面,我精通使用 Zemax OpticStudio 和 TracePro。我能够运用 Zemax 进行复杂的成像系统设计(如镜头组)、非成像光学设计以及公差分析,熟练掌握其序列和非序列光线追迹模式。同时,我擅长利用 TracePro 进行照明系统设计、杂散光分析和光度/辐射度评估,确保光学系统在真实环境下的性能表现。
在编程与自动化方面,我熟练掌握 Python 和 MATLAB,并能将其与光学设计流程深度结合。我能够利用 Python(结合ZOS-API)或 MATLAB 编写脚本,实现对 Zemax 仿真的自动化控制、参数扫描和批量优化,极大地提升了设计迭代效率。此外,我精通使用 NumPy、Pandas、Matplotlib 等库对仿真产生的大量数据进行后处理、自定义分析和专业级可视化,从而挖掘出更深层次的设计洞见。
我的综合能力在于,能够无缝整合专业光学软件的强大仿真能力与编程语言的灵活性,从系统设计、性能仿真到数据分析,提供端到端的全链路光学解决方案。
项目一:DVD光盘拾取头光学系统仿真分析
项目描述:本项目旨在对一款DVD光盘读取系统的核心光学拾取头(Optical Pickup Head)进行建模与性能仿真。任务是验证现有设计的光学性能是否满足读写要求,并进行初步的公差分析。
我的职责与行动:
系统建模:使用 Zemax 的序列模式,从激光二极管(LD)开始,依次搭建了准直镜、折转光路、以及物镜聚焦系统,并精确模拟了光盘记录层。
性能分析:重点分析了聚焦在光盘上的激光光斑质量,包括点列图(Spot Diagram)、波前差(Wavefront Error)和调制传递函数(MTF),确保其达到衍射极限标准。
公差分析:对关键光学元件的位置和角度进行了公差分析,评估了制造和装配误差对最终成像质量的影响,为后续的量产提供了理论依据。
数据处理:利用 MATLAB 编写脚本,对Zemax导出的分析数据进行批量处理和自定义可视化,生成了直观的性能评估报告。
项目成果:成功复现了光学拾取头的核心性能指标,验证了设计的可行性。提交的公差分析报告为后续的工程优化提供了关键数据支持。
项目二:智能健康监测戒指(Smart Ring)光学传感系统仿真
项目描述:该项目为一款用于监测心率血氧(PPG)的智能戒指产品,需要设计其核心的光学传感部分。目标是优化LED光源和光电探测器(PD)的布局,以最大化信号接收效率并抑制环境光噪声。
我的职责与行动:
照明与传感建模:使用 TracePro 进行非成像光学仿真。我建立了包含LED光源、手指皮肤组织(使用多层散射模型)以及光电探测器的三维模型。
杂散光分析:重点分析了外部环境光线进入传感系统的路径,通过优化结构设计,有效降低了杂散光对探测器信号的干扰。
性能优化:通过参数化扫描,系统性地仿真了不同LED发光角度、以及LED与探测器相对位置对信号接收均匀性和强度的影响,找到了最优化的布局方案。
自动化仿真:编写 Python 脚本,自动化调用仿真软件执行上百次不同参数组合的仿真,并将结果数据自动整理成表格,分析效率相比手动操作提升了数倍。
项目成果:提出了一套优化的光学布局方案,仿真结果表明,该方案可将有效信号强度提升约20%,并显著增强了抗环境光干扰的能力。
项目一:DVD光盘拾取头光学系统仿真分析 项目描述:本项目旨在对一款DVD光盘读取系统的核心光学拾取头(Optical Pickup Head)进行建模与性能仿真。任务是验证现有设计的光学性能是否满足读写要求,并进行初步的公差分析。 我的职责与行动: 系统建模:使用 Zem
项目描述:负责设计一款用于便携式设备的微型光谱仪光学系统。设计要求在限定的体积内,实现特定波段(如400-700nm)的高光谱分辨率。 我的职责与行动: 方案设计:基于交叉非对称Czerny-Turner光路结构,进行了初步的光学系统设计,包括准直/聚焦反射镜的曲率选择和闪耀
项目描述:本项目旨在探索通过入耳式设备进行无创脑功能监测(如fNIRS)的技术可行性。核心任务是利用Zemax OpticStudio对近红外光在复杂头部生物组织中的传播路径进行仿真,以优化光学传感器的设计,并评估信号捕获的可行性。 我的职责与行动: 非序列头部建模:在 Ze