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LightTrans: 快速物理光学软件的发展
时间:2020-07-30 11:17来源:手机光电作者: Jose Pozo点击:打印
LightTrans是一家德国的光学公司,为光学组件的整个开发过程提供解决方案。 其产品和服务包括光学设计软件、光学工程、培训和咨询。 LightTrans的所有产品和服务均基于Wyrowski光学公司开发的物理光学设计软件“VirtualLab Fusion”,该软件可提供光线追迹和快速的物理光学方法。 EPIC首席技术官Jose Pozo有幸与首席执行官Frank Wyrowski就LightTrans的发展进行了讨论。


事业初期
1988年,Frank毕业于埃森大学(Essen University),并获得了应用物理学博士学位,他的研究重点是“光学信息技术中的数字信号编码”。 那时,对全息和光学信息处理的热情,使正在埃森大学的Frank爱上了光学。为了获得德国的教授职位,他随后在“基于标量衍射理论的衍射光学”上获得了第二个“教授资格”博士学位。
尽管他在大学里担任过教师一职,但1992年毕业后,他还是决定离开学术界一段时间,然后进入行业,应用他所学到的知识。 他的第一份工作是飞利浦CFT的自由项目经理,在那里他从事激光材料加工的光学设计和衍射光学工作。
对于Frank来说,在飞利浦的工作是一次激动人心的经历,因为在90年代初的欧洲,尤其是荷兰仍在消费型电子产品的制造中发挥着作用。该公司开放的态度使Frank能够进行实验,证明尽管准分子激光器几乎没有相干性,但仍可用于衍射光学。
1994年, Frank进入柏林光学学院,担任全息和衍射光学部门的负责人。 这个岗位更注重研究,他有机会在卡尔斯鲁厄研究所成立了一个团队,旨在设计光学软件。
然而,由于与老板在关于光学软件研究的必要性和价值上存在分歧,使Frank在1998年重回学术界,并成为德国耶拿大学技术物理教授。
受到在美国出版的有关21世纪光子学未来的著作《Harnessing Light》的影响,Frank坚信未来的光学建模和设计必定基于物理光学。因此,他开始制定策略,不仅着力于物理光学建模理论和算法的研究,更为该项目及其学生的研究方向提供了连续性。正如他所言:“我在埃森大学时,虽然做得很出色,但随着学生们的离开,接下来的人只能从头开始做,这很糟糕。”
 
LightTrans
为了克服这个问题,Frank于1999年共同创立了LightTrans GmbH。目的是创建一个由物理学和软件技术专家组成的公司,以开发基于物理光学的光学和光子学软件。这正是快速物理光学软件“ VirtualLab Fusion”的诞生。

 
最初的想法仅仅是将他们在柏林开始的工作用于衍射光学设计的软件商业化,更重要的是,为学生提供机会运用他们的知识和研究专长,并通过专业人员可以在软件中实现其成果,为下一代学生做出贡献。 
 
公司发展
在过去的20年中,LightTrans扩大了产品和服务范围,包括:
VirtualLab Fusion软件可广泛应用于以下领域:
光束整形:照明系统的设计和仿真,用于对激光和LED进行整形、分束、扩散和均匀化。
光学测量:分析物理光学效应,即与干涉仪、光谱仪以及显微镜的成像质量和分辨率极限有关的相干性、偏振性、干涉以及衍射等。
成像系统:通过快速物理光学对透镜系统进行建模,以提供对系统的可靠PSF / MTF评估,并包括微透镜阵列、衍射透镜、菲涅耳透镜和超透镜。
激光系统:模拟单模和多模激光系统,包括透镜、反射镜、衍射光学元件、光栅和全息。
虚拟和混合现实:VR、AR和MR所需的多通道波导成像系统的非序列建模,包括波前误差、能流和PSF / MTF评估。
建模和设计服务:为使用VirtualLab Fusion技术实现定制项目的客户提供全面咨询,并可与合作伙伴一起进行可选性加工。
培训和教育:除了提供标准软件支持外,他们还进行了大量与软件相关的在线培训,并且计划举办在线讲座,以向公众介绍其软件的基本理论。
 
成功要素
Frank将LightTrans的成功归结于以下几个因素:
私人投资:该公司从不需要风险资本,而是一家完全私人的公司。因此,对于快速的业务发展没有任何压力,并且公司能够以合理的速度有序发展。
市场的多样性:LightTrans始终将光子学视为一种使能技术,并且从未针对特定的市场。这使其未受电信市场崩溃或2008年经济下滑的影响。
广泛的客户基础:LightTrans拥有广泛的全球客户基础,包括研究机构和大学以及日本、韩国、中国、美国和欧洲不同领域的公司。
专注于物理光学:从在耶拿(Jena)担任教授一职起,Frank就深信必须改变光学和光子学的范式。当时的重点是基于光线光学,但对于Frank而言,在光学的子集上建立现代光学和光子学的基础毫无意义。我们需要的是方法上的彻底改变,因为未来在光学和光子学上的创新只有建立在完整的物理光学基础上才能成功。因此其关键是找到一种方法来提供快速的物理光学建模,当然其中自然包括光线光学。这就是他们通过VirtualLab Fusion取得的成就,并且还在不断改进。

未来的机会
3D传感:在检查、测量和显微镜市场,LightTrans在来自工业和消费电子的3D传感领域,以及在微透镜和微型化应用的增加下的传感领域,都看到了光明的未来。因为3D传感需要同时了解光学及其背后的算法,所以LightTrans可以很好地满足这一需求。
消费型电子产品也将是一个关键的增长领域,特别是需要使用扩散器和点云进行光束整形的应用。他们正在准备一套新的微透镜和随机光线解决方案,将于2020年底推出。

挑战
神经形态相机:神经形态相机使用无框神经形态传感器,与传统相机相比,它有几个优点,因为它只传输由场景运动引起的局部像素级变化。这将导致更低的能耗,更高的动态范围和更低的响应延迟,这对于自动化制造和智能交通系统的机器视觉非常有用。作为一个软件制造商,对LightTrans来说,问题是如何在这些动态系统中加入强大的反馈回路。
广角光束整形:由于广角光束应用的蓬勃发展,使得能够在消费市场中使用衍射光学元件和扩散器,LightTrans必须针对这些类型的应用所面临的挑战提出新的解决方案 。 正如Frank所指出的,尽管他们在VCSEL建模、系统传播和光束整形方面具有专业知识,但仍然存在一些挑战,尤其是在点云和扩散器方面。 但是Frank强调,现在大多数问题已经解决,并且解决方案已逐步包含在软件中。
光线与物理光学:Frank有信心,在未来五年中,人们将更加意识到以下事实:光线光学可以以一种有用的方式嵌入物理光学中,并且物理光学是一种快速而强大的工具。 他还坚信,由于他们的新算法可以在物理光学和光线光学之间无缝切换,因此物理光学将成为现代光学建模和设计的基础。
如果您可以重新开始,您会做些什么?
“我希望我会更加注意自己的直觉。回想起来,一开始我经常被劝阻,尽管我凭直觉知道它们是对的。随着时间过去,我变得更加坚定。
“很快我开始遵循自己对事物的理解,自己的直觉和信念,一切都变了,我可以自由的走自己的道路。”
您对下一代企业家有何箴言?
“在研究中,你可以通过努力一步一步地完成目标,而这将是非常成功的。或者你可以问一个问题:“我该如何以不同的方式解决问题?” 虽然这两种方式都应该得到尊重并且可以同样成功,但对我来说,我一直在思考解决问题的创新方式。”
“对于企业家来说,超自我批判也是关键,这意味着您必须始终珍视自己的工作并对自己保持公平–问自己是否实现了目标:但这并不意味着您就放弃了自己的信念和直觉”。
“没有任何风险投资,由于发展步伐较慢,您可能会错失良机。但是,如果没有外部投资,您可能会在没有财务压力的情况下自由思考。 这使您有时间享受工作,对技术充满热情并将问题视为积极的挑战。”
 
作者Jose Pozo, EPIC(欧洲光电子工业联盟)技术和创新总监。
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