精琢毫厘，铸光为魂：第六届世界光子大会聚焦精密光学制造破局之道

设备的沉浸式显示，从自动驾驶汽车的激光雷达到深空探测望远镜的锐利“鹰眼”，再到生命科学显微成像的入微洞察，精密光学元件无处不在，它们是信息获取、传输与交互的“眼睛”和“神经”。然而，当应用需求朝着更高精度、更小尺寸、更复杂功能、更低成本的方向飞速演进时，传统光学制造工艺的局限性日益凸显。如何以更低的成本、更高的效率、更精的品质，规模化制造出满足尖端需求的精密光学元件？这不仅是产业界面临的共性挑战，更是衡量一个国家高端制造能力的重要标尺。

在此背景下，第六届世界光子大会的召开，将汇聚全球智慧，共同探讨破局之道，而来自俄亥俄州立大学的Allen Yi教授的报告-《An Investigation of Material Property Changes in Compression Molding of Precision Optics》，正将破解这一困局的钥匙指向压缩成型中神秘的“热力学密码”。当熔融玻璃在千度高温模具中流动，又在毫秒级时间内急速冷却，其分子结构如同被瞬间冻结的河流——密度波动、折射率梯度、残余应力场如同幽灵般潜伏其中。这些纳米尺度的变化，足以让价值百万的光学系统性能崩塌。他的报告或许将为我们揭示精密光学制造领域的一项核心技术突破。

深度聚焦:Allen Yi教授揭秘精密模压成型中的“冰与火”

为何材料属性变化是“阿喀琉斯之踵”？

玻璃材料在从高温熔融态到低温固态的转变过程中，经历着复杂的物理和化学演变。首先，几何形状的精确复现是首要挑战。冷却过程中的不均匀收缩会导致最终透镜面形偏离设计值，微米乃至纳米级的偏差，都可能导致光学系统性能的断崖式下跌，如成像模糊、分辨率降低、像差增大等。其次，材料折射率的均一性与精确控制至关重要。折射率是光线在介质中传播行为的核心参数，其在冷却过程中的变化若不被精确预测和控制，将如同光线行进途中的“迷雾”或“扭曲的棱镜”，使得实际光路偏离设计，影响成像质量和系统功能。再者，残余应力的产生是另一大隐患。

Allen Yi教授的“破冰”之道

精密玻璃模压成型的美好前景之下，隐藏着一道难以逾越的技术鸿沟——即玻璃材料在模压成型过程，尤其是在关键的冷却阶段，其材料属性会发生显著变化。Allen Yi教授团队通过实验揭示了玻璃材料在压缩成型中的“相变窗口”:当冷却速率控制在15-20℃/min时，材料的折射率波动可降至0.001以下，接近单晶硅的稳定性。这一发现颠覆了传统“快速冷却保形”的认知，为材料设计提供了新方向。

Allen Yi 教授在精密工程领域有着深厚的学术造诣和丰富的研究经验。他的报告具有极高的学术性和前瞻性。在报告中，教授将通过在不同条件下进行的实验，揭示材料性能变化背后的基本机制，并对由此导致的材料性能变化，如折射率变化和残余应力等进行详细的表征。同时，为了更好地理解冷却过程，教授还运用了有限元分析进行数值模拟。通过实验和模拟结果的结合，充分展示了只要在冷却过程中实施适当的热控制，压缩成型过程就能够被精确控制。

诚邀参会

第六届世界光子大会无疑为光学产业的发展提供了一个宝贵的交流平台。Allen Yi 教授的报告有望为解决压缩成型技术中的关键问题提供新的思路和方法。我们期待此次大会能够为光学产业拨开迷雾，指明方向，推动精密光学制造技术迈向新的台阶，为各个领域的创新发展注入新的动力。