Introduzione – Ridisegnare il CAD

Quando la maggior parte delle persone sente il termine “CAD”, pensa al software per la progettazione meccanica tridimensionale, come SolidWorks, AutoCAD o CATIA. È una naturale associazione: gli strumenti sono visivi, tattili e tangibili. Ma dovrebbe il CAD, nel suo senso letterale – ovvero l’utilizzo dei computer per supportare la progettazione – limitarsi solo a questo ambito meccanico? È una domanda importante, lo so. Tuttavia gran parte dell’industria dell’ottica sembra ancora rimanere bloccata in questa mentalità.

Strumenti attuali – Mapping, non Design

Posso immaginare che molti di coloro che leggono questo pensino: “ma noi abbiamo Zemax, o oppure Code-V““, oppure “cosa ne direbbe LightTools, Oslo, o oppure Fred?”. Interessante osservazione. Abbiamo davvero questi strumenti e li abbiamo per un motivo ben preciso: funzionano. Ma permettimi di contrastare questa affermazione con una domanda: quanti parametri (o numeri) vengono fuori rispetto a quanti vengono inseriti?

Cosa c’entra tutto questo? Beh, se devo fornire 10 numeri e ottenere 10 risultati, questi strumenti ci stanno davvero dando delle risposte — oppure semplicemente tracciano una mappa tra input e output senza aggiungere alcuna conoscenza reale? Come possiamo sapere che i risultati sono significativi se non sappiamo già che gli input sono corretti? Può sembrare scontato, ma l’antica regola della computazione rimane valida: il contenuto è ciò che esce. L’input è importante.

Visione – Progettare senza presupposizioni

Possiamo progettare prodotti senza fare ipotesi? Credo di sì, e il computer è lo strumento per farlo. Non c’è da meravigliarsi. Il modo per arrivare a questo obiettivo è collegare i parametri liberi dei nostri sistemi, come tutti i parametri necessari per fornire input alle tool di ray tracing per realizzare il loro lavoro, ai parametri di prestazioni.

Per fare un esempio generico, prendiamo un sistema che riceve luce laser, la trasforma e produce un certo effetto desiderato. Nel computer possiamo modellare l’intero processo, fino al momento in cui viene assegnata una valuta al risultato che il cliente può riconoscere e collegare direttamente alle prestazioni commerciali.

Nell’industria del litografismo, riconosceva dimensioni minime delle caratteristiche, uniformità dei CD o registrazione dei punti. Non era in grado di riferirsi a valori per l’aberrazione sferica o la coma, per quanto buone fossero le proprie ottiche. Ciò non gli diceva ciò di cui aveva bisogno e nemmeno alla maggior parte dei proprietari dei prodotti.

Applicazione – I reali dati di performance contano

Tuttavia, quando legiamo i nostri parametri di progettazione ai parametri di performance attraverso modelli, non solo colleghiamo ciò che i nostri clienti desiderano con ciò che dobbiamo fare, ma impareremo anche come il sistema che stiamo progettando sia strutturalmente efficiente. connesso, Questo può essere un grande spunto non solo per capire come i requisiti siano collegati ai nostri obiettivi di progettazione per i singoli moduli, ma anche per capire quali sono le nostre priorità.

L'Ingegner Applicativo

Ripartendo dal tema dell’applicazione, va detto che gli ingegneri applicativi trarranno davvero beneficio dal supporto adeguato del software di sistema. È praticamente impossibile essere al tempo stesso il front-end tecnico del cliente e tenere sempre aggiornato il funzionamento delle cose.

Gli strumenti per la simulazione dei sistemi edilizi sono costosi, quindi perché non trarre vantaggio da tutti i punti di vista e includere anche i tecnici applicativi?.

Con il software personalizzato, possiamo anche decidere come distribuire questo software e il browser è diventato un front-end molto interessante per farlo. Non ci sono quasi differenze tra la creazione di interfacce utente grafiche per il desktop e per il browser, quest’ultimo permettendoci di aggirare completamente le questioni relative alla distribuzione, alle piattaforme e agli installatori. Il browser (con così tanti di essi basati su Chromium) offre una piattaforma molto unificata e stabile, che vale la pena esplorare con strumenti come Lepto o Dioxus (Yew e molti altri). Si tratta di un’infrastruttura interessante che sta venendo sviluppata e che credo abbia un posto in questo settore.

La teoria nella pratica

Sebbene tutto questo sembri generico e teorico, questo approccio progettuale utilizzato nel computer è stato utilizzato per progettare il Il sistema di scrittura diretta LDI-5 dall’inizio alla fine. All’epoca non avevamo mai progettato per il resistivo a film secco, in un primo sistema a immagini miste (incoerente parzialmente coerente), anamorfico, a pixel di dimensioni miste e a UV. Ciò che sapevamo all’epoca erano i sistemi SLM 2D, il sistema di scrittura di maschere pulite, il resistivo a elevato contrasto e un modulatore a 2 giga-pixel al secondo con velocità di scansione di 80 mm/s e sorgente luminosa quasi ideale, il laser excimer. Ora, dovevamo progettare con un modulatore 1D, che scansionava a 2000 mm/s con quattro telescopi rotanti per ottenere tempi di scrittura di 60 secondi su substrati di 500 mm x 500 mm e, se avessimo tentato di indovinare alcuni dei parametri che influenzavano il sistema ottico, il rischio di doverlo ripetere più volte sarebbe stato abbastanza reale.

Tuttavia, questo design era già quasi esaurito nei calcoli del computer. Le caratteristiche di scrittura, la dinamica del micro-specchio SLM, i requisiti del sottosistema ottico, l’NA (differente in X e Y) e le dimensioni dei pixel (differenti in X e Y) sono state ottimizzate nel computer. Ogni aspetto della macchina è stato portato al limite. Anche il SLM, utilizzato a una frequenza di pixel di 2 MHz, è stato utilizzato al di sopra della sua frequenza di risonanza dello specchio. Il link afferma una frequenza di pixel di 1 MHz. Interessante è che, con “prospettiva futura: fino a 1,6 MHz”. A questo, aggiungo io, 1,6 era il fattore tra frequenza di pixel e frequenza di risonanza. Il modulatore poteva essere utilizzato al di sopra della sua frequenza di risonanza grazie alla modulazione critica del micro-specchio e alla proporzione tra risoluzione ottica e dimensione del pixel di circa 0,2 — piuttosto piccola anche per un mask writer, ma la resistenza a film secco deve essere esposta molto al di sopra della dose iso-focal, quindi la risoluzione ottica del sistema è sostanzialmente superiore alla dimensione minima delle caratteristiche. È una scelta difficile da prendere per un sistema che piange “dategli la possibilità di scrivere”, ma è una scelta che potete fare se potete supportarla con dati e risultati concreti.

Abbiamo persino fornito strumenti di metrologia per l'integrazione del sistema.

Questo è Senslogic

Questa esperienza e il modo in cui è andata bene sono presenti nell’offerta di servizi di Senslogic di oggi. I lettori troveranno frammenti di questa storia in vari articoli tecnici presenti in questo sito, ma ritengo che questo sia il primo post concepito in questo contesto di Computer-Aided Design. A mio parere, il laboratorio non è il luogo per imparare: è il computer a farlo. Il laboratorio è il luogo in cui verificare i propri modelli. Il laboratorio non è il luogo dove imparare: è il luogo in cui verificare. È il luogo in cui acquisire fiducia nel proprio processo. Progettare una volta: costruire con fiducia — in qualsiasi momento, ogni volta.

esempio della vita reale

Devo menzionare una cosa accaduta ieri. Ho sviluppato un software per la modellazione basato sui principi fondamentali, l'analisi delle immagini e la gestione dei dati per un cliente.

L’incontro è iniziato con qualcosa come: “Jarek, credo che ti piacerà questo”. “Puoi vedere quale di quelle immagini è simulata e quale è stata scattata con la fotocamera?”. E letteralmente, ogni immagine è la somma di 100 immagini combinate da diverse posizioni e configurazioni degli oggetti variabili. È un sistema di esposizione abbastanza complesso, sia in laboratorio che ovviamente anche nella modellazione.

Ci ho messo un po’ di tempo, e solo perché sapevo che c’era ancora una differenza tra il modello e l’impianto di laboratorio, quindi sapevo cosa cercare, ma anche grazie alla qualità di entrambi i risultati, che rivelavano delle piccole oscillazioni.

Ma il punto è che abbiamo fatto molte ricerche con gli strumenti di modellazione e, dopo tutti quei sforzi, è stato fantastico vedere quei risultati riprodotti in laboratorio. È stato come essere parte della squadra A: “Adoro quando un progetto si avvera.”