Introduction - Redéfinir la CAO

Lorsque la plupart des gens entendent "CAO", ils pensent à des logiciels de conception mécanique en 3D, tels que SolidWorks, AutoCAD ou CATIA. L'association est naturelle : les outils sont visuels, tactiles et tangibles. Mais la CAO, dans son sens littéral, c'est-à-dire l'utilisation d'ordinateurs pour aider à la conception, doit-elle se limiter à cet espace mécanique ? Je sais que c'est une question suggestive. Pourtant, une grande partie de l'industrie de l'optique semble encore figée dans cet état d'esprit.

Outils actuels - Mises en correspondance, pas conception

J'imagine que beaucoup de ceux qui lisent ces lignes se disent "mais nous avons...". Zemaxou Code-V"ou "qu'en est-il de LightTools, Osloou Fred?". Ce n'est pas faux. Nous disposons de ces outils, et ce pour une bonne raison : ils fonctionnent. Mais permettez-moi de répondre à cela par une question : Combien de paramètres (ou de nombres) sortent par rapport à combien entrent ?

Qu'est-ce que cela a à voir avec quoi que ce soit ? Si je dois fournir 10 chiffres et en obtenir 10, ces outils nous donnent-ils vraiment des réponses - ou ne font-ils que mettre en correspondance les entrées et les sorties sans apporter de véritable éclairage ? Comment savoir si les résultats sont significatifs si l'on ne sait pas déjà que les données d'entrée sont correctes ? Cela peut sembler brutal, mais la vieille règle informatique s'applique toujours : "garbage in, garbage out". Les données d'entrée sont importantes.

Vision - Concevoir sans hypothèses

Peut-on concevoir des produits sans faire d'hypothèses ? Je pense que oui, et l'ordinateur est l'outil idéal pour cela. Ce n'est pas une grande surprise. Le moyen d'y parvenir est de relier les paramètres libres de nos systèmes, tels que tous les paramètres dont nous avons besoin pour que les outils de traçage de rayons fassent leur magie, aux paramètres de performance.

Prenons l'exemple générique d'un système qui reçoit de la lumière laser, la transforme et produit l'effet désiré. L'ordinateur permet de modéliser l'ensemble du processus, jusqu'à l'attribution d'une valeur au résultat que le client peut reconnaître et relier directement à la performance commerciale

Dans l'industrie de la lithographie, il reconnaîtrait la taille minimale des éléments, l'uniformité du CD ou le repérage. Il ne serait pas en mesure de se référer à un chiffre pour l'aberration sphérique ou la coma, quelle que soit la qualité de votre optique. Cela ne lui dit pas ce qu'il a besoin de savoir, et la plupart des propriétaires de produits ne le savent pas non plus.

Application - Les mesures de performance réelles sont importantes

Cependant, lorsque nous lions nos paramètres de conception aux paramètres de performance par le biais de modèles, non seulement nous établissons un lien entre ce que veulent nos clients et ce que nous devons faire, mais nous apprenons également comment le système que nous concevons fonctionne en interne. connecté, et cela peut être une excellente approche non seulement pour comprendre comment les exigences sont liées à nos objectifs de conception pour les modules individuels, mais aussi pour identifier nos priorités.

L'ingénieur d'application

En ce qui concerne les applications, et c'est un peu une transition, les ingénieurs d'application bénéficieront vraiment d'un soutien adéquat en matière de logiciels de système. C'est pratiquement une tâche impossible que d'être l'interface technique avec le client et de rester au courant de la manière dont les choses fonctionnent réellement.

Les outils de simulation de systèmes de construction sont coûteux, alors pourquoi ne pas en récolter les bénéfices sur tous les fronts et inclure les ingénieurs d'application.

Avec un logiciel personnalisé, nous pouvons également décider comment distribuer ce logiciel, et le navigateur est devenu un frontend très intéressant pour y parvenir. Il n'y a quasiment aucune différence à construire des interfaces graphiques pour le bureau et pour le navigateur, ce dernier nous permettant de contourner complètement les questions de distribution, les plateformes et les installateurs. Le navigateur (avec tant d'entre eux basés sur Chromium) offre une plateforme très unifiée et stable, qui mérite d'être explorée avec des outils comme Leptos ou Dioxus (Yew, et bien d'autres). Il s'agit d'une infrastructure intéressante qui est en train d'être développée et qui, selon moi, a sa place dans cet espace.

La théorie en pratique

Bien que tout cela semble générique et théorique, cette approche de la conception dans l'ordinateur a été utilisée pour concevoir le système de gestion de l'information. Système d'écriture directe LDI-5s depuis le début. À l'époque, nous n'avions jamais conçu de résine sèche, dans un premier système UV à imagerie mixte (incohérente-partiellement cohérente), anamorphique, à taille de pixel mixte. À l'époque, nous connaissions le SLM 2D, un système d'écriture de masque propre, une résine à fort contraste et un modulateur de 2 giga-pixels par seconde avec une vitesse de balayage de 80 mm/s et une source de lumière presque idéale, le laser à excimères. À présent, nous devions concevoir un modulateur 1D, balayant à 2000 mm/s avec quatre télescopes rotatifs pour atteindre des temps d'écriture de 60 secondes sur des substrats de 500 mm x 500 mm, et si nous avions essayé de deviner l'un des paramètres affectant le système optique, le risque de devoir le faire plus d'une fois était tout à fait réel.

Cependant, cette conception était à peu près épuisée dans l'ordinateur. Les caractéristiques d'écriture, la dynamique des micro-miroirs SLM, les exigences du sous-système optique, le NA (différent en X et Y), la taille des pixels (différente en X et Y), ont été optimisés dans l'ordinateur. Chaque aspect de la machine a été poussé à ses limites. Même le SLM, utilisé à une fréquence de pixels de 2 MHz, a été utilisé au-dessus de sa fréquence de résonance des miroirs. Le lien prétend une fréquence de pixels de 1 MHz. Curieusement, avec “ perspective future : jusqu'à 1,6 MHz ”. À cela, votre serviteur ajoutera que 1,6 était le facteur entre la fréquence des pixels et la fréquence de résonance. Le modulateur a pu être utilisé au-dessus de sa fréquence de résonance grâce à une amortissement critique des micro-miroirs et un rapport de résolution optique et de taille de pixel d'environ 0,2 – plutôt faible même pour un graveur de masque, mais le résiste sec doit être exposé bien au-dessus de la dose iso-focale, donc la résolution optique du système est sensiblement plus élevée que la taille de la caractéristique minimale. Un choix difficile à faire pour un système qui crie “ donnez-moi de la capacité d'écriture ”, mais que l'on peut faire si l'on peut le justifier par des chiffres et des antécédents.

Nous avons même fourni outils de métrologie pour l'intégration du système.

Il s'agit de Senslogic

Cette expérience, et la façon dont elle a fonctionné, se retrouve dans la gamme de services fournis par Senslogic aujourd'hui. Les lecteurs trouveront des bribes de cette histoire dans divers exposés techniques sur ce site, mais je pense qu'il s'agit du premier billet encadré dans cette perspective de conception assistée par ordinateur.À mon avis, le laboratoire n'est pas l'endroit où l'on apprend - l'ordinateur l'est. Le laboratoire est l'endroit où l'on vérifie ses modèles. Le laboratoire n'est pas l'endroit où l'on apprend, c'est l'endroit où l'on vérifie. C'est là que vous construisez la confiance dans votre processus. Concevez une fois. Construisez en toute confiance - à tout moment, à tout instant.

Exemple concret

J'ai quelque chose à mentionner qui s'est passé hier. J'ai écrit beaucoup de logiciels de modélisation pour un client, liés à la modélisation par premiers principes, à l'analyse d'images et aux logiciels de gestion.

La réunion a commencé par quelque chose comme : “ Jarek, je pense que ça va te plaire ”. “ Peux-tu voir laquelle de ces images est simulée et laquelle a été capturée par l'appareil photo ? ”. Et littéralement, chaque image est une somme de 100 images combinées à partir de différentes positions et de différentes configurations d'objets. C'est un système d'exposition assez complexe, tant en laboratoire que, évidemment, dans la modélisation.

Il m'a fallu du temps, et ce seulement parce que je savais qu'il y avait encore une différence entre le modèle et l'installation de laboratoire, donc je savais quoi chercher, mais aussi grâce à la qualité des deux résultats, qui révéleraient de minuscules oscillations.

Mais le fait est que nous avons fait beaucoup de recherches avec les outils de modélisation, et après tous ces efforts, c'était formidable de voir ces résultats reproductibles en laboratoire. C'était un peu comme faire partie de l'A-Team : “J'adore quand un plan se déroule sans accroc.”