MD Nastran突破有限元分析的极限
MD Nastran突破有限元分析的极限
作者：MSC.Software公司来源：汽车制造业
有限元法FEM分析变得日益复杂，同时有限元分析模型的大小和细节设计要求也在不断增加。尤其是在汽车行业，这一趋势尤其明显。
项目背景
由数百万个单元和数百万的自由度组成的有限元网格的模型已经变得司空见惯，然而模型的尺寸仍在不断地增加。由于数学方法和软件工程学技术的改进，有限元法程序的工作效率和计算能力也在不断提升，同时构建模型和网格划分软件技术的飞速进步使模型的生成变得更加方便快捷。数年前，发动机引擎气缸体的网格划分需要几个月的时间，而现在只是几个小时的问题。
德国汽车制造商宝马公司是大范围使用虚拟仿真技术的公司之一。在宝马公司和其他一些制造商中，为了缩短研发周期，减少物理样机和物理试验的次数，完整的汽车模型得到了最优化的使用，其基础便是日益复杂的有限元仿真模型，包括对噪音和舒适度的刚性评定、乘客安全性和空气动力学仿真等。在数值计算方法方面，使用了隐式线性分析和显式非线性瞬态分析。
图1 “后天之模型”的基础是宝马X3汽车的车体
早在2007年初，宝马公司便对计算机辅助工程CAE的流程重新进行了检测，以便发现将来可能由仿真模型尺寸增加引起的瓶颈问题。宝马公司的车体和零部件设计小组开发了迄今为止最大的有限元法模型作为基准测试的考题模型，被冠以“后天之模型（Model of the
Day After Tomorrow）”的名称。小组成员丹尼尔·海泽尔博士表示，“对我们来说，在标准的硬件和软件设备上进行此次基准测试是非常重要的，使用当前的基础设施解决基准模型问题的目的，并不是为了要减少计算时间，而是为了识别理论极限和当前方法的瓶颈。”
基准考题的目的是为了寻找标准分析（双载荷工况条件下的线性静态分析）中进行有限元法分析基本步骤的极限和时间：
1. 读取输入数据，对它们进行分类、制成表格，并进行一致性检查；
2. 计算单元刚体矩阵，并集成一个整体刚体矩阵；
3. 计算位移和应力数据；
4. 输出结果。
宝马公司提出的问题是有限元分析还能应对这一增长趋势多长时间？用“后天之模型”作为考题的目的是如何突破近10年间所要面临的硬件和软件极限问题。MSC.Software公司同美国国际商用机器IBM公司合作，能够在短短的几个月的时间内解决这一问题。在一份用该模型分析的详细报告中，项目成员彼得·沙尔茨和杰拉德·希姆莱（MSC.Software公司），丹尼尔·海泽尔（宝马汽车制造公司）和D·皮特施（IBM公司）详细介绍了他们实现宝马公司苛刻要求的方法。
图2 BMW X3减振器支座外壳模型（蓝色），MODAW部分描绘图（黄色）
软、硬件的发展
大多数有限元法分析程序都存在计算能力不在最佳状态的情形。1957年，雷W克拉夫和他的学生在一台内存只有16位的IBM701计算机上开发出了后来成为有限元法的程序。方程式大约在40个以上的问题需要out of core（即数据不全部存储在内存中，而是存储在硬盘的临时文件夹中）求解逻辑，这意味着要借助二级存储介质。10年之后，Nastran软件被开发出来之后，要求条件也非常类似。软件客户美国国家航空航天局（NASA）要求开
发一种能够对2000自由度以上（包含2 000自由度）问题进行静态和动态分析的程序。
现在，这似乎已成为了历史。随着中央处理器（CPU）处理速度和效率的提高，以及内存容量的增加，类似有限元矩阵生成和集成的基本操作已经可以不需要借助二级存储介质的操作方法进行处理。
即使是现在的MSC.Software公司的MD Nastran软件也仍体现出早期软件设计的理念，例如计算机内存的保留和通过“out of core”技术或“溢出”（spill）算法实现的I/O（即输入/输出）磁盘亚系统的高效使用。这些特性对项目整体刚性和质量矩阵的生成非常有帮助。
模型分析
宝马公司模型生成的基础是2004年的宝马X3白车身模型，对于模型的尺寸，工程师们根据对经验取值的推断进行了调整，并预测在2020年自由度约达800兆。
海泽尔博士在开发网格划分程序时使用了“原始网格划分技术”（RAT），该技术即使在计算机辅助设计几何图形出现不一致或错误情况时也可以高速实现复杂几何图形的六面体单元网格划分。原始网格划分技术建模方法的缺点在于模型尺寸极其庞大，而且只有对基本的刚性性能仿真时才有意义。
图3 所使用的计算机系统为IBM p5-595 2.3GHz POWER5+
用于测试计算的模型最大边长为1mm，最终的有限元模型约为1亿5 000个节点，约9.1亿个自由度。去掉旋转自由度，计算方程数达4亿5 000个。
为了确保测试条件以实际情况为导向并将成本限制在一个可控范围内，测试应该同商业软件一起在单处理器的计算机上进行。在IBM公司位于波基普西/纽约的美国测试中心，能够找到符合有限元分析I/O要求和内存要求的合适计算机。它使用的计算机系统为IBM
p5-595 2.3GHz POWER5+，其内存为512GB，暂存文件系统（scratch file system）为6TB，分布在48个物理磁盘上，每个磁盘的容量为146GB。为了达到可利用内存的最佳使用效果，计算软件为MSC.Software公司ILP-64版本的MD Nastran软件。为了分解整体（集成）刚体矩阵，计算机应用了具有嵌套式剖分法重排序功能的稀疏直接多波前算法（sparse direct multifrontal-algorithm）。
整体刚体矩阵是一个包含95兆单元刚体矩阵的集合体。最终因子矩阵在预计最大超过10万的波前空间上有571 011项（超过4TB的数据）亟待处理。计算这些结果需要近一个中央处理器年（CPU-year）的时间。由于时间问题，计算机通过内嵌的PCGLSS 迭代求解器应用了迭代解算法，这需要少得多的内存和磁盘空间，并且对由三维有限元组成的模型
效果尤其明显。分析工作需要大约50GB的内存空间，此外“I/O模块”（MIO）还需要10GB 的内存空间。
I/O模块是IBM公司开发的智能I/O高速缓冲处理器。在MD Nastran软件常见的输入/输出密集型操作过程中，它仅使用相对较小的内存空间来储存异步预取数据。
为了解决数据量过大的问题，需要对系统参数和输入数据进行大量的调整和设置，如栅格点坐标内部最大数的运行时间参数被提高到了160兆（标准：100兆），PCGLSS 迭代求解器的参数要根据所使用内存的容量和类型进行调整。
输入数据中去掉了栅格点权数发生器（Grid Point Weight Generator）的输出要求和质量矩阵的生成要求。时间和I/O 空间节省为22min/226GB和1.4h/450GB。由于计算机资源的限制，第二载荷工况条件不在计算范围。
分析结果
对此模型在串口方式下分析计算过程花费了22h17min，所花费的中央处理器秒
（CPU-seconds）的数字为76 254；中央处理器的使用率为95%。
所需的暂存磁盘空间总容量为2.27TB，分析过程包括I/O磁盘（即硬盘）的7.8TB。需要进行后处理的二进制输出文件大小为99.9GB，包括无变形的几何图形和一个载荷工况条件的位移和应力输出。PCGLSS迭代求解器通过149次迭代，并需要大约230GB的内存空间。总共使用的内存空间约为300GB（MD Nastran软件使用了60GB，I/O模块高速缓冲处理器使用了10GB，PCGLSS 迭代求解器使用了230GB）。
尽管对内存、磁盘和I/O有极高的要求，计算过程仍然使用了标准软件在标准硬件平台上进行。鉴于其“out of core”性能，MD Nastran分析软件非常适合进行超大问题的计算工作。除该软件的高效率外，IBM POWER5的系统结构还拥有统一高效处理速度的大内存空间，经过测试证明MD Nastran对过亿自由度的超大模型的求解是完全可以实现的。(end)
光学衍射极限的突破
光学衍射极限的突破 纪岚森，仵云龙，李岷池，贺杰 （青岛大学物理科学学院2011级材料物理1班） 摘要：由于光学衍射极限的存在，使得在电子科技上边很难达到人们期望的高分辨率，然而 光学衍射极限并不是不能克服的。除了减小光波长与增加孔径外，我们还可以通过改变光路 来突破艾里斑衍射极限。减小艾里斑在很多的方面都有极其重要的意义，这里讲述的是艾里 斑对显微镜技术突破的一些介绍。 关键词：艾里斑，显微镜，光学衍射极限 1引言： 在大量的电子图像应用领域，人们经常期望得到高分辨率（简称HR）图像。高分辨率意味着图像中的像素密度高，能够提供更多的细节，而这些细节在许多实际应用中不可或缺。例如，高分辨率医疗图像对于医生做出正确的诊断是非常有帮助的；使用高分辨率卫星图像就很容易从相似物中区别相似的对象；如果能够提供高分辨的图像，计算机视觉中的模式识别的性能就会大大提高。同时随着生命科学的迅猛发展三维光学显微技术也已经成为研究生命过程的一种极为有效的工具，但是传统的基于荧光共焦技术的成像方案受到光学衍射极限的限制，其横向和纵向的数量级均在百纳米，因而无法满足科学技术发展的需要，利用各种非线性光学荧光激发方案已经打破光学极限的方案已经实现，然而这种光路较为复杂，通过其他的方法构造出来的奇异光线也是能够实现科学家长期最求的三维远场光学的超分辨成像。 根据瑞利衍射极限任意的光学系统成像就会在像方产生一个光斑，而这个光斑是无法通过改变显微镜的结构来实现的，也就是说，无论是共焦显微镜或是宽场显微镜这个光斑都是存在的，而这个光斑就是我们所说的爱里斑(Airy disc) 由于光的波动性，光通过小孔会发生衍射，明暗相间的条纹衍射图样，条纹间距随小孔尺寸的减少而变大。大约有84%的光能量集中在中央亮斑，其余16%的光能量分布在各 级明环上。衍射图样的中心区域有最大的亮斑，称为 爱里斑。爱里斑的角度与波长(λ)及小孔的直径(d) 满足关系：sinθ=1.22λ/d，θ即第一暗环的衍 射方向角（即从中央亮斑的中心到第一暗环对透镜光 心的张角），因为θ角一般都很小，有sinθ≈θ，故 θ≈1.22λ/d。对于光学成像系统而言，用艾里 斑直径衡量成像面分辨率的极限，艾里斑半径为
激光原理复习知识点1
一 名词解释 1. 损耗系数及振荡条件: 0)(m ≥-=ααS o I g I ,即α≥o g 。α为包括放大器损耗和谐振腔损耗在内 的平均损耗系数。 2. 线型函数：引入谱线的线型函数p v p v v )(),(g 0~ = ，线型函数的单位是S ，括号中的0v 表示线型函数的中心频率，且有 ?+∞∞-=1),(g 0~v v ，并在0v 加减2v ?时下降至最大值的一半。按上式定义的v ?称为谱线宽度。 3. 多普勒加宽:多普勒加宽是由于做热运动的发光原子所发出的辐射的多普勒频移所引起的加宽。 4. 纵模竞争效应：在均匀加宽激光器中，几个满足阈值条件的纵模在震荡过程中互相竞争，结果总是 靠近中心频率0v 的一个纵模得胜，形成稳定振荡，其他纵模都被抑制而熄灭的现象。 5. 谐振腔的Q 值:无论是LC 振荡回路，还是光频谐振腔，都采用品质因数Q 值来标识腔的特性。定义 p v P w Q ξπξ 2==。ξ为储存在腔内的总能量，p 为单位时间内损耗的总能量。v 为腔内电磁场 的振荡频率。 6. 兰姆凹陷：单模输出功率P 与单模频率q v 的关系曲线，在单模频率等于0的时候有一凹陷，称作兰 姆凹陷。 7. 锁模：一般非均匀加宽激光器如果不采取特殊的选模措施，总是得到多纵模输出，并且由于空间烧 孔效应，均匀加宽激光器的输出也往往具有多个纵模，但如果使各个振荡的纵模模式的频率间隔保持一定，并具有确定的相位关系，则激光器输出的是一列时间间隔一定的超短脉冲。这种使激光器获得更窄得脉冲技术称为锁模。 8. 光波模：在自由空间具有任意波矢K 的单色平面波都可以存在，但在一个有边界条件限制的空间V 内，只能存在一系列独立的具有特定波矢k 的平面单色驻波;这种能够存在腔内的驻波成为光波模。 9. 注入锁定：用一束弱的性能优良的激光注入一自由运转的激光器中，控制一个强激光器输出光束的 光谱特性及空间特性的锁定现象。（分为连续激光器的注入锁定和脉冲激光器的注入锁定）。 10. 谱线加宽：实际中的谱线加宽由于各种情况的影响，自发辐射并不是单色的，而是分布在中心频率 η /)(12E E -附近一个很小的频率范围内。这就叫谱线加宽。 11. 频率牵引：在有源腔中，由于增益物质的色散，使纵模频率比无源腔纵模频率更靠近中心频率，这 种现象叫频率牵引。 12. 自发辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子自发的向Ｅ１跃迁，并产生一个能量为ｈｖ的光子 13. 受及辐射：处于高能级Ｅ２的一个原子在频率为ｖ的辐射场作用下，向Ｅ１跃迁，并产生一个能量 为ｈｖ的光子 14. 激光器的组成部分：谐振器，工作物质，泵浦源 15. 腔的模式：将光学谐振腔内肯能存在的电磁场的本征态称为‘’。 16. 光子简并度：处于同一光子态的光子数。含义：同态光子数、同一模式内的光子数、处于相干体积 内的光子数、处于同一相格内的光子数 17. 激光的特性：1.方向性好，最小发散角约等于衍射极限角2.单色性好3.亮度高4.相干性好 18. 粒子数反转：在外界激励下，物质处于非平衡状态，使得n2>n1 19. 增益系数：光通过单位长度激活物质后光强增长的百分数 20. 增益饱和：在抽运速率一定的条件下，当入射光的光强很弱时，增益系数是一个常数；当入射光的 光强增大到一定程度后，增益系数随光强的增大而减小。 21. Q 值：是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标——品质因数。 22. 纵模：在腔的横截面内场分布是均匀的，而沿腔的轴线方向即纵向形成驻波，驻波的波节数由q 决 定将这种由整数q 所表征的腔内纵向场分布称为纵模 23. 横模：腔内垂直于光轴的横截面内的场分布称为横模 24. 菲涅尔数：N,即从一个镜面中心看到另一个镜面上可划分的菲涅尔半波带的数目。表征损耗的大小。 衍射损耗与N 成反比。
基于有限元法和极限平衡法的边坡稳定性分析
目录 摘要 (1) 1引言 (1) 2 简要介绍有限元和极限平衡方法 (1) 3影响边坡稳定性的因素 (2) 3.1水位下降速度的影响 (2) 3.2 不排水粘性土对边坡失稳的影响 (5) 3.3 裂缝位置的影响 (9) 4 总结和结论 (12)
基于有限元法和极限平衡法的边坡稳定性分析 摘要：相较于有限元分析法，极限平衡法是一种常用的更为简单的边坡稳定性分析方法。这两种方法都可用于分析均质和不均质的边坡，同时考虑了水位骤降，饱和粘土和存在张力裂缝的条件。使用PLAXIS8.0(有限元法)和SAS-MCT4.0(极限平衡方法)进行了分析，并对两种方法获得的临界滑动面的安全系数和位置进行了比较。 关键词：边坡稳定；极限平衡法；有限元法；PLAXIS；SAS-MCT 1.引言 近年来，计算方法，软件设计和高速低耗硬件领域都得到快速发展，特别是相关的边坡稳定性分析的极限平衡法和有限元方法。但是，使用极限平衡方法来分析边坡，可能会在定位临界滑动面(取决于地质)时出现几个计算困难和前后数值不一致，因此要建立一个安全系数。尽管极限平衡法存在这些固有的局限性，但由于其简单，它仍然是最常用的方法。然而，由于个人电脑变得更容易获得，有限元方法已越来越多地应用于边坡稳定性分析。有限元法的优势之一是，不需要假设临界破坏面的形状或位置。此外，该方法可以很容易地用于计算压力，位移，路堤空隙压力，渗水引起的故障，以及监测渐进破坏。 邓肯(1996年)介绍了一个综合观点，用极限平衡和有限元两种方法对边坡进行分析。他比较了实地测量和有限元分析的结果，并且发现一种倾向，即计算变形大于实测变形。Yu 等人(1998年)比较了极限平衡法和严格的上、下界限法对于简单土质边坡的稳定性分析的结果，同时，他们也将采用毕肖普法和利用塑性力学上、下限原理的界限法得到的结果进行了比较。Kim等人(1999年)同时使用极限平衡法和极限分析法对边坡进行分析，发现对于均质土边坡，得自两种方法的结果大体是一致的，但是对于非均质土边坡还需要进行进一步分析工作。Zaki(1999年)认为有限元相对于极限平衡法更显优势。Lane和Griffiths (2000年) 提出一个看法，用有限元方法在水位骤降条件下评价边坡的稳定性，应绘制出适用于实际结构的操作图表。Rocscience有限公司(2001年)提出了一个文件，概述了有限元分析方法的能力，并通过与各种极限平衡方法的结果比较，提出了有限元方法更为实用。Kim等人(2002年)用上、下界限法和极限平衡法分析了几处非均质土体且几何不规则边坡的剖面。这两种方法给出了类似有限元分析法产生的安全系数，临界滑动面位置。 2.简要介绍有限元和极限平衡方法 有限元法(FEM)是一个应用于科学和工程中，求解微分方程和边值问题的数值方法。进一步的细节，读者可参考Clough和Woodward(1967年)，Strang和Fix(1973年)，Hughes(1987年)，Zienkiewicz和Taylor(1989年)所做的研究工作。 PLAXIS 8版(Brinkgreve 2002年)是一个有限元软件包，应用于岩土工程二维的变形和 折稳定性分析。该程序可以分析自然成型或人为制造的斜坡问题。安全系数的确定使用c
通过阈值方法获得亚瑞利分辨率
通过阈值方法获得亚瑞利分辨率 摘要：在传统光学成像系统之中，入射光通过一有限直径的小孔而发生的衍射会使空间分辨率受到瑞利极限的限制。我们已经证明了通过非结构性的激光束聚集扫面物体表面以及低于最高阈值条件max N 的阈值N 的动态应用使空间分辨率突 破了这个极限。实验结果表明亚瑞利分辨率提高的倍数为 引言 在理想的成像系统之中，成像光波的波长只会限制最小分辨的特征尺寸的大小。然而，当一束光通过一有限的孔径时，会发生波前修正，这个修正会传播到相面上，从而会生成一个畸变图像，这就是衍射。例如，一束激光聚集在物体表面上的形成光强模式在相面上生成的并不是一个点，而是由光束通过物体和相面之间的镜片的有限孔径而形成的散射而生成的瑞利斑。 这样一来物体上两个紧密排列的点的任何限制都回直接转移到限制一个扩展对象的图像的分辨率上。 瑞利极限就是衡量两个物点的像的分辨能力，在1879年，洛德.瑞利提出两个物点所形成的两个爱里斑，其中一个爱里斑的中心与另一个爱丽斑的第一级暗纹重合时，刚好能分辨出这两个物点的像。在相面最小的可区分间隔为 00.61A D R M R λ= , (1) 其中（1）式中的λ代表照明光的波长，0D 代表物面到导致产生衍射的小孔之间 的距离， R 是小孔的半径，M 代表像的放大倍数，对于另外一个比较著名的判据就是斯派罗判据，斯派罗判据认为，当两个爱里斑之间的合光强刚好只出现上凸时为刚可分辨的极限情况。一个光学系统的空间分辨率能够突破这些极限会在诸多的领域具有广泛的应用，例如激光雷达和生物医学显微镜。 前期工作 许多对于获得较高分辨率的提议都是建立在非经典光的基础上，例如福克态或者路径纠缠态，这些态在N 光子符合测量中提供亚光波长衍射，相应的，通
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突破衍射极限地超高分辨率成像技术发展 (修改)
结课论文 题目突破衍射极限的超高分辨率成像的技术进展 学生 学号 学院 专业 班级 二〇一五年十二月
一引言 1.1选题意义 光学显微成像具有极为悠久的历史，但一直以来，光学成像一直受到衍射极限的限制而分辨率无法突破200 nm。后来虽然有了电子显微镜、核磁共振显像、x光衍射仪等微观观测或者显像设备，但是使用光学显微镜可以在活体状态下观察生命体使得其在生物、医学观察方面仍有巨大优势。值得庆贺的是近年来，超高分辨率显微技术的发展使得光学显微成像分辨率达到了20 nm以下。其中德国科学家Stefan Hell、美国科学家Eric Betzig和William Moerner因其在超高分辨率显微技术方面的突出贡献获得了2014年的诺贝尔化学奖。在这篇文章中，我们就简要介绍一下超高分辨率显微技术的发展和应用，并对诸位大师致以敬意。 1.2技术指标 显微 技术成像优劣一般通过X-Y平面分辨率与Z轴分辨率大小来判定，分辨率越高数值越小。下表是各种显微成像技术的分辨 率指标。
普通光学显微镜200-300 500-700 4Pi显微镜100-150 STED显微技术50-70 STED+4技术50 50 PALM技术20 30 3D STORM技术20-30 50-60 dSTORM技术30 50 2D SSIM技术50 3D SSIM技术100 200 电子显微镜0.05 X光衍射仪0.03-10
二衍射极限 2.1 衍射极限 我们能看到什么？看到多小的围？看得有多清楚？几百年来，依靠不断进步的科学手段，微观世界正一层层揭开面纱，让人们可以看得越来越“小”，进而可以进行研究。 人的肉眼能分辨0.1毫米尺度的物体，再小，就要借助工具。1665年，英国科学家罗伯特·虎克制造了第一台用于科学研究的光学显微镜，用它观察薄薄的软木塞切片。虎克看到了残存的植物细胞壁，它们一个个像小房间一样紧挨在一起，这就是“细胞”一词的由来。 此后，显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，帮助科学家第一次发现了细菌和微生物。那么，光学显微镜是否可以无止境地“放大”下去，让我们想看到多小就能看到多小？科学家为此做了很多尝试，最终发现，存在一道法逾越的“墙”—衍射极限。 1873年，德国科学家阿贝提出了衍射极限理论：光是一种电磁波，由于存在衍射，一个被观测的点经过光学系统成像后，不可能得到理想的点，而是一个衍射像，每个物点就像一个弥散的斑，如果这两个点靠得很近，弥散斑就叠加在一起，我们看到的就是一团模糊的图像。 阿贝提出，分辨率的极限近似于入射光波长的二分之一(d=λ/2)。可见光的波长通常在380~780纳米之间，根据衍射极限公式，光学显微镜的分辨率极限就在200纳米（0.2微米）左右。如果物体小于0.2微米，你仍旧看到的是一个模糊的光斑。这就是很长一段时间，光学显微镜的分辨极限——衍射极限。
亚衍射极限的光学成像–银超级镜片
亚衍射极限的光学成像–银超级镜片 Nicholas Fang, Hyesog Lee, Cheng Sun, Xiang Zhang* 最近的理论预测：超透镜能够产生亚衍射极限图像。这种超级镜片将通过表面等离子体的激发来恢复倏逝波的图像。使用银作为一个自然的光学超透镜，我们证明了分辨率为60纳米半角宽度或六分之一照明波长的亚衍射极限成像。通过选择合适的的工作波长和银的厚度，我们是可以了解到宽光谱的亚波长的特点，而且我们还表明，可以拍摄到任意高保真度的纳米结构。这种超级光学镜片为更好地了解纳米级的光学成像和超微光电子设备提供了更好的方式。 传统的光学仪器受到所谓的衍射极限的限制，因为它们只能传播来自光源的近场区。这是因为携带着物体的亚波长信息的倏逝波在一个拥有正的介电常数和渗磁率的介质上呈指数形式衰减，而且倏逝波在到达图像平面之前就会消失。为了阻止这种衰减，一种关于亚波长成像的无缝接触膜的想法在20世纪70年代被提出来了，而且后来这个想法得到了证实。通过增加反射率而提高分辨率的传统浸没透镜，会受限于高折射率材料的可用性。尽管近场光学显微镜能够扫描出亚波长的详细信息，但是它是通过逐点扫描的方式而不是立马形成一个完整的图像。干涉也可以形成简单的亚波长图样，但是它不被看做一种成像方法，因为这种方法缺少物与像之间的通用的双射保角映射。 相反，超级镜片被预测可以很大程度地加强倏逝波，而且还能补偿镜外的的倏逝波的损失，从而在衍射极限的情况之下恢复图像。这种不寻常的镜片的制作需要一个由负的介电常数或渗透率的材料做成的平板。一个新兴的人工制造的材料显示了前所未有的在微波或者太赫兹程度上的电磁性质，这位制造超透镜提供了基本猜想。尽管超材料和光晶体最近显示出了在微波频率上良好的光波弯曲性和聚焦性，但是因为天然磁化率材料的减少，导致想要获得光频上的超透镜是有挑战性的。只在最近，超材料才展现出了在太兆赫兹和红外线区域的磁性反应。然而，在近场，材料的电场和磁场反应是不耦合的；因此对于横向电磁波（TM），我们只需要考虑介电常数。因为银之类的贵重金属的传导电子的集体激发，可以很容易使它们获得负的介 电常数，这使得它们成为了光学超透镜制作材料的最好选择。让我们考虑一个超级镜片—一层隔离层把物体与银板分开，然后在相反面涂上成像材料。通过设计这样的薄金属板，使得表面电流振荡（表面等离子体）与来自物体的倏逝波相匹配，这样的超级透镜就能够大大提高该区域的振幅。制造超透镜的关键前提是：通过表面等离子体来增强倏逝波。最近，通过数值模拟我们可以更好地了解银超透镜。然而，由于银膜片的厚度会影响到倏逝波的的增强效果，从而影响到观察极限衍射图像的实验。 表面电荷积聚在银膜和像方介质的接口处，合适选择银的厚度和银的介电常数，而且邻介质的介电常数数值上相等符号相反的时候,我们发现电场的垂直分量会处在一种共振的状态。这样的微妙的共振对于保证倏逝波在板中渗透的加强是必不可少。为增强倏逝波的传播，我们发现满足公式（Kzi/εi+ Kzi/εj=0）的渐进阻抗也必须满足银表面等离子体激发条件。众所周知，当两种介质的介电常数的符号相反而且|εi|远大于εj时,在面内波矢Kx接近于Ko 的狭小范围内，金属光学仪器的表面等离子体才能耦合。但是很少有人知道，当|εi|~εj 而且它们符号相反的时候，属于Kx波的表面等离子体会被大大的增强，从而影响大超透镜的效果。 图1显示了一系列刻在铬屏上的物体：放置在离35纳米银膜40纳米处的物体，在365 纳米波长的紫外线光照下，被成像在处于银膜另一面的光刻胶上。利用FIB光刻技术, 铬就被定型在石英上, 铬的上面是40纳米后的PMMA。铬膜接近于一个二元物质，因为在紫外线的照射下，铬（介电常数等于-8.55+i8.96）是不处于等离子共振状态的，而且有着较浅的透入深度（15nm 左右）。随后，35纳米厚的层银就浓缩在了PMMA上，然后涂上一层120纳米厚呈负性的光刻胶，用来记录近场图像。这个基板会被放置在365纳米的汞灯照射之下。曝光量是8毫瓦每平方厘米，而且最佳的曝光时间是60s。我们必须保证银和PMMA的表面均方根值调制在1纳米以下，否则超透镜的色散特性将会改变，而且也会使记录的图像上产生污点。利用负性的光刻胶，图像会转换成一种地形的调制，而且是通过原子力显微镜映射出来的。这个由60纳米宽的纳米线排列出
衍射极限
衍射极限是指一个理想点物经光学系统成像，由于衍射的限制，不可能得到理想像点，而是得到一个夫朗和费衍射像。 因为一般光学系统的口径都是圆形，夫朗和费衍射像就是所谓的艾里斑。这样每个物点的像就是一个弥散斑，两个弥散斑靠近后就不好区分，这样就限制了系统的分辨率，这个斑越大，分辨率越低。这个限制是物理光学的限制，是光的衍射造成的。这种衍射限制本质上来源于量子力学中的测不准关系限制。对于给定频率的光子，当它在某个方向上的动量范围给定时，它的分辨率也就定了。一般当一个艾里斑的中心和另一个艾里斑的边缘暗环刚好重合时，认为两个像斑刚好能够分辨（瑞利判据）。这一现象用傅立叶分析理论可解释为：携带物体信息的入射光波的傅立叶分量中，较大的横向分量对应着高频成分，代表着物体的细 节部分；但含高频横向分量的光波因满足2222x y k k w c +? (k x 、k y 为波矢量K 在x 和y 方向分量，ω为光波角频率、c 为光速，传播方向为z 轴)而成为倏逝波，倏逝波在传播过程中因振幅呈指数衰减而无法到达像面，不能参与成像，造成物体细节部分的丢失，因而普通透镜的成像总是有缺陷的。 图1. 艾里斑图形（三维强度值和和平面图像） 衍射极限公式是sinθ=1.22λ/D 。其中θ是角分辨率，λ是波长，D 是光圈直径。当θ很小时，sinθ约等于tanθ，约等于d/f ，其中d 是最小分辨尺寸，f 是焦距。推导出d/f=1.22λ/D 。显微镜的可分辨的最小线度为：δy=0.61λ/N.A.，其中N.A.为镜头的数值孔径。目前，普通显微镜的分辨率一般为200nm 以上。
突破衍射极限： 在物理概念上从只使用实数推广到使用虚数；从物理上讲，属于从传统中那样使用实光子辐射场推广到使用非辐射的虚光子场（不在光子质壳上的光子都是虚光子），前者就是传统中的光学成像，后者则属于近场成像。产生电磁波的源都可以称为天线。天线产生辐射远场和非辐射近场，前者包括我们通常看到的一束光，它在真空中传播，幅度不会衰减；后者则随空间距离迅速衰减，主要局域于天线附近，属于局域性的电磁波，或者附在材料表面附近的“表面波”。事实上，任何材料表面附近（包括金属表面）都存在这种近场，远看是呈电中性，近看则存在电荷密度涨落。近场有材料内部自己产生的，也有通过外来光波照射材料产生的。 现在来说明一下倏逝场如何可以突破衍射极限，实现光子的空间局域的:对于给定频率ω的光子，光子在某个方向的动量分量K通常小于或等于这个频率ω，根据测不准原理，光子在这个方向上的位置不确定度不小于1/ω（Planck常数置为1），显然频率越高，位置不确定度越小，以这样的光子作为光学显微镜的工作光子时，分辨率将由这个位置不确定度所限制。这就是传统光学显微镜的分辨率极限。然而，如果把倏逝近场作为光学显微镜的工作光子，倏逝近场的光子某方向上的动量分量K可以大于光子频率ω，使得光子在这个方向上的位置不确定度可以小于1/ω：1/K <1/ω，从而可以成百上千倍地提高分辨率。近场光学显微镜比电子显微镜的好处在于，前者对被观察物理不产生损害，而且对被观察对象没有要求，而电子显微镜要求被观察物理物体具有导电性，还要求高真空等等。 1/K<1/ω意味着光子的整个波数矢量（或动量矢量）的长度（等于ω）小于波数矢量某个分量K的长度。这怎么可能？难道整体比部分还小吗？是的，因为我们还有虚数，只要其他动量分量为虚数，被考察的动量分量幅度，就可以比整个动量矢量的幅度还大。正因为其他动量分量从实数变为虚数，原来的波动因子变为衰减因子，使得倏逝波随距离成指数衰减。 超透镜的分类和工作原理 超级透镜的特点在于能够让倏逝波到达成像面参与成像，在这一过程中，由贵重金属(如Au，Ag 等)制成的超透镜的表面等离子体极化起到了关键作用。围
高能束焊接总结
高能束焊接复习总结 激光焊接： 1.激光的基本特性？ （1）激光的单色性好。激光的单色性比一般光要高出很多（106倍以上）。 （2）方向性好、亮度高。激光输出的光束发散角度很小（小于10-3弧度），光源表面的亮度高，被照射地方的照度大。 （3）相干性好。激光的相位在时间上是保持不变的，合成后能形成相位整齐、规则有序的大振幅光波。 2.如何评价激光光束的质量？ （1）光束传播系数k 、光束衍射极限倍数M 。 200 11= =K M w λπ??Θ 通常K 的取值为0~1，K 或M 2为1， 光束质量实际达到衍射极限。 （2）光束参数积（BBP ）。 200M BPP w K λ λ π π =?Θ= = ? 决定激光加工使用围。光束参数积与激光功率决定加工围。 3.激光产生相关名次解释？ （1）辐射跃迁：粒子从外界吸收能量时从低能级跃迁到高能级；从高能级跃迁到低能级时向外界释放能量。如果吸收或释放的能量是光能，则称此跃迁为
辐射跃迁。 （2）激发：实现粒子从低能级向高能级的跃迁过程成为激发，方式主要以：加热激发、辐射激发、碰撞激发。 （3）自发辐射：处于高能级的粒子自发地向低能级跃迁并释放光子的过程。 （4）受激辐射：处于高能级的粒子受到一个能量为hv=E2-E1光子的作用，从E2能级跃迁到E1能级并同时辐射出与入射光子完全一样（频率、相位、传播方向、偏振方向）的光子的过程。 （5）受激吸收：处于低能级的粒子受到一个能量hv=E2-E1光子的作用，从E1能级跃迁到E2能级的过程。 PS：自发辐射与受激辐射的区别：一个是自由辐射的过程，光波之间没有固定的关系；另一个则是入射与辐射的光完全一致。 （6）粒子数反转：热平衡状态下，处于高能级的粒子远远少于处于基态的粒子数，如果在外界作用下打破平衡，使亚稳态能级的粒子数大于处于低能级的粒子数，这种状态称为粒子数反转。 （7）激光工作物质：凡是可通过激励实现粒子数反转的物质都称激光工作物质。 （8）泵浦：使工作物质在某两个能级之间实现粒子数反转的过程称为泵浦或抽运。 4.激光产生的基本条件？ 产生激光三个基本条件，必要条件；激光器的三个基本条件： （1）合适的工作物质。具有亚稳态能级，能实现粒子反转，使受激辐射多于受激吸收。 （2）外界泵浦。作为外界激励，使工作物质产生受激辐射。 （3）光学谐振腔。筛选工作物质辐射出的光的频率，使光只能沿着轴线方向往返运动，增加光强度，实现光放大。 5.常见工业激光器的性能特性？
MD Nastran突破有限元分析的极限
MD Nastran突破有限元分析的极限 作者：MSC.Software公司来源：汽车制造业 有限元法FEM分析变得日益复杂，同时有限元分析模型的大小和细节设计要求也在不断增加。尤其是在汽车行业，这一趋势尤其明显。 项目背景 由数百万个单元和数百万的自由度组成的有限元网格的模型已经变得司空见惯，然而模型的尺寸仍在不断地增加。由于数学方法和软件工程学技术的改进，有限元法程序的工作效率和计算能力也在不断提升，同时构建模型和网格划分软件技术的飞速进步使模型的生成变得更加方便快捷。数年前，发动机引擎气缸体的网格划分需要几个月的时间，而现在只是几个小时的问题。 德国汽车制造商宝马公司是大范围使用虚拟仿真技术的公司之一。在宝马公司和其他一些制造商中，为了缩短研发周期，减少物理样机和物理试验的次数，完整的汽车模型得到了最优化的使用，其基础便是日益复杂的有限元仿真模型，包括对噪音和舒适度的刚性评定、乘客安全性和空气动力学仿真等。在数值计算方法方面，使用了隐式线性分析和显式非线性瞬态分析。 图1 “后天之模型”的基础是宝马X3汽车的车体 早在2007年初，宝马公司便对计算机辅助工程CAE的流程重新进行了检测，以便发现将来可能由仿真模型尺寸增加引起的瓶颈问题。宝马公司的车体和零部件设计小组开发了迄今为止最大的有限元法模型作为基准测试的考题模型，被冠以“后天之模型（Model of the
Day After Tomorrow）”的名称。小组成员丹尼尔·海泽尔博士表示，“对我们来说，在标准的硬件和软件设备上进行此次基准测试是非常重要的，使用当前的基础设施解决基准模型问题的目的，并不是为了要减少计算时间，而是为了识别理论极限和当前方法的瓶颈。” 基准考题的目的是为了寻找标准分析（双载荷工况条件下的线性静态分析）中进行有限元法分析基本步骤的极限和时间： 1. 读取输入数据，对它们进行分类、制成表格，并进行一致性检查； 2. 计算单元刚体矩阵，并集成一个整体刚体矩阵； 3. 计算位移和应力数据； 4. 输出结果。 宝马公司提出的问题是有限元分析还能应对这一增长趋势多长时间？用“后天之模型”作为考题的目的是如何突破近10年间所要面临的硬件和软件极限问题。MSC.Software公司同美国国际商用机器IBM公司合作，能够在短短的几个月的时间内解决这一问题。在一份用该模型分析的详细报告中，项目成员彼得·沙尔茨和杰拉德·希姆莱（MSC.Software公司），丹尼尔·海泽尔（宝马汽车制造公司）和D·皮特施（IBM公司）详细介绍了他们实现宝马公司苛刻要求的方法。 图2 BMW X3减振器支座外壳模型（蓝色），MODAW部分描绘图（黄色） 软、硬件的发展 大多数有限元法分析程序都存在计算能力不在最佳状态的情形。1957年，雷W克拉夫和他的学生在一台内存只有16位的IBM701计算机上开发出了后来成为有限元法的程序。方程式大约在40个以上的问题需要out of core（即数据不全部存储在内存中，而是存储在硬盘的临时文件夹中）求解逻辑，这意味着要借助二级存储介质。10年之后，Nastran软件被开发出来之后，要求条件也非常类似。软件客户美国国家航空航天局（NASA）要求开
ACCA F7 95分，萌帅学弟教你突破极限（附亲笔高分笔记）
ACCA F7 95分，萌帅学弟教你突破极限（附亲笔高分笔记） 2019年04月09日 一次报考三科的他 如何玩转ACCA，一箭三雕？ 丨文：黄智宇 开始F7之前 先要做的事儿 当收到12月考季的成绩单时，真的蛮惊讶的，尽了全力，但从未敢想F7有95分这样的高分。 还在为考试备考而发愁？ACCA学霸经验笔记资料免费领取>>>自提，戳：ACCA资料【新手指南】+内部讲义+解析音频 学好F7一定要理解记忆会计六要素的定义，这有利于理解准则，当遇到陌生的交易事项时更好地根据Framework写分录。 会计六要素 资产、负债 权益、收入 费用、利润 构成了会计六要素 关于Assets的定义，其实有三个层面 Control by the entity, Arising from past events, Probable future economic benefit inflow 另外一个定义Liability，这两个定义的理解是最实用的，譬如说当你知道了资产的一大要求是Control的话，就能很好的理解为什么人不能作为资产，为什么金融租赁得来的资
产可以在资产负债表中列示。明白了负债的一大要求是Present Obligation的话，会很好的理解Provisions，Contingent Liability等等的概念。 关于Liability的定义，三个层面 Present obligation Arising from past events Probable future economic benefits outflow 及时归纳 做好归纳 在ACCA的学习过程中我一直保持着做归纳的习惯。对于F7涉及的每一个准则都会单独归纳和记忆。普遍上会从definition,recognition,initial measurement,subsequent measurement等方面入手，发现很多共通处，方便理解。有人说准则死记硬背很痛苦，其实根据例子理解，运用后慢慢地就深刻地印在脑海里了。12月考题中跟以往比多了几题定义的考察，譬如equity instrument，记住会计六要素的定义融会贯通，理解准则后其实不难选择。Deferred tax没有单纯的在编报表的时候套路的考察怎么计算，而是通过一道选择题通过例子考察了具体理解，在学习过程中要明白递延所得税究竟是什么，递延所得税负债和递延所得税资产有什么区别，具体什么情况是递延所得税资产，什么情况又是递延所得税负债。 关于ACCA F7 财报以及编报表的心得 财报分析要理解每一个Ratio的计算公式 不能死记硬背
基于表面等离子体激元的新型太赫兹探测技术
基于表面等离子体的新型太赫兹探测技术 表面等离子体激元（Surface Plasmonics），是二十一世纪兴起的一个热门光学研究方向，其最大的特点是其在亚波长的尺度上具有一些新奇的特性，利用这些特性，能够实现传统折射和衍射光学无法实现的效果。基于等离子体发展出来的芯片已经能够有效操纵等离子体波，近十几年来，表面等离子体已经在光谱的光学部分中取得了大量的应用。 利用等离子体激元实现太赫兹探测是更晚一些的事情，其重要突破口是AlGaAs 和GaAs半导体纳米结构在获得更高纯度方面取得了进展，从而使表面等离子体的应用拓展到太赫兹（THz）波段成为可能。这种方法能够克服传统天线转化效率低，只能进行单点测量的缺点，能够轻松实现线阵或面阵的低成本快速测量。 即使这样，将表面等离子体应用于太赫兹波段还是有非常大的挑战，这主要是由于表面等离子体本身的局限。虽然表面等离子体能够突破传统的衍射极限，实现更小尺度的光操控，但标准的二维（2D）等离子体激元只有在频率ω> 1 /τ时才可观察到，其中τ为松弛时间，τ会随着温度的升高而降低。这就导致表面等离子体效应仅在足够大的频率（短波长）和足够低的温度下才可见。这样观察太赫兹波仅在低于80K的低温下实现，需要非常严苛的实验室条件。 科学家们为了避免这个限制限制，提出了一种相对等离子体激发方法（relativistic
plasma excitations），这种方法在门控二维电路系统中探测的新型表面子体波。这些弱阻尼的表面子体波在高电导率的电子系统（2πσ> c），具有强烈的极化特性，其能够实现在太赫兹和微波波段探测表面等离子体波。 表面等离子体激元探测太赫兹波的路径 按照如下的技术路径，就可以实现对太赫兹波的探测。 1）特殊设计的宽带天线结构将太赫兹波转换为表面等离子体波的交变电势； 2）利用等离子体波导的不对称性，整流交变电势以产生光响应信号输出 这种方法可以选择探测器的几何形状以匹配特定的THz频带。
突破衍射极限的超高分辨率成像技术发展(修改)
突破衍射极限的超高分辨率成像技术发展(修改) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
结课论文 题目突破衍射极限的超高分辨率成像的技术进展 学生姓名 学号 学院 专业 班级 二〇一五年十二月
一引言 1.1选题意义 光学显微成像具有极为悠久的历史，但一直以来，光学成像一直受到衍射极限的限制而分辨率无法突破200 nm。后来虽然有了电子显微镜、核磁共振显像、x光衍射仪等微观观测或者显像设备，但是使用光学显微镜可以在活体状态下观察生命体使得其在生物、医学观察方面仍有巨大优势。值得庆贺的是近年来，超高分辨率显微技术的发展使得光学显微成像分辨率达到了20 nm以下。其中德国科学家Stefan Hell、美国科学家Eric Betzig和William Moerner因其在超高分辨率显微技术方面的突出贡献获得了2014年的诺贝尔化学奖。在这篇文章中，我们就简要介绍一下超高分辨率显微技术的发展和应用，并对诸位大师致以敬意。 1.2技术 指标 显微技术成像优劣一般通过X-Y平面分辨率与Z 轴分辨率大小来判定，分辨率越高数值越 小。下表是各种显微成像技术的分辨率指标。
STED显微技术50-70 STED+4技术50 50 PALM技术20 30 3D STORM技术20-30 50-60 dSTORM技术30 50 2D SSIM技术50 3D SSIM技术100 200 电子显微镜 X光衍射仪
二衍射极限 衍射极限 我们能看到什么看到多小的范围看得有多清楚几百年来，依靠不断进步的科学手段，微观世界正一层层揭开面纱，让人们可以看得越来越“小”，进而可以进行研究。 人的肉眼能分辨毫米尺度的物体，再小，就要借助工具。1665年，英国科学家罗伯特·虎克制造了第一台用于科学研究的光学显微镜，用它观察薄薄的软木塞切片。虎克看到了残存的植物细胞壁，它们一个个像小房间一样紧挨在一起，这就是“细胞”一词的由来。 此后，显微镜制造和显微观察技术的迅速发展，帮助科学家第一次发现了细菌和微生物。那么，光学显微镜是否可以无止境地“放大”下去，让我们想看到多小就能看到多小科学家为此做了很多尝试，最终发现，存在一道法逾越的“墙”—衍射极限。 1873年，德国科学家阿贝提出了衍射极限理论：光是一种电磁波，由于存在衍射，一个被观测的点经过光学系统成像后，不可能得到理想的点，而是一个衍射像，每个物点就像一个弥散的斑，如果这两个点靠得很近，弥散斑就叠加在一起，我们看到的就是一团模糊的图像。 阿贝提出，分辨率的极限近似于入射光波长的二分之一(d=λ/2)。可见光的波长通常在380~780纳米之间，根据衍射极限公式，光学显微镜的分辨率极限就在200纳米（微米）左右。如果物体小于微米，你仍旧看到的是一个模糊的光斑。这就是很长一段时间内，光学显微镜的分辨极限——衍射极限。
风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析
风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析 文章是基于有限元理论，对兆瓦级风力发电机组的轮毂进行强度及疲劳计算。轮毂是风力发电机中的重要组成部分，铸造而成，是将机械能转换为电能的核心部件，其形状复杂，轮毂的设计质量会直接影响到整个机组的正常运行及使用寿命，在其受复杂风载荷的作用下，其强度和疲劳耐久性成为此行业关注的焦点。此分析利用大型有限元分析软件Ansys对轮毂模型分析。模型中包含轮毂、主轴及叶片，从轮毂的应力分布情况，从中找出最危险的部位，为轮毂的设计提供可靠依据。 标签：风力发电机；轮毂；有限元分析；极限强度 1 绪论 1.1 课题研究背景 经济发展过程中，我国作为世界上人口最多的发展中国家，能源消耗量不断增加，传统化石能源无以为继，面临的能源开发利用的资源约束越来越多，环境压力也越来越大。如今，生态环境承载能力弱、资源相对紧张。传统能源利用导致的环境问题越来越严重，以及全国范围内的雾霾天气都在提醒我们要努力做到全面、协调、可持续发展，以符合当今国情。在众多的可再生能源中，风能以其巨大的优越性和发展潜力受到人们的瞩目。 1.2 轮毂在大型风力发电机组的重要性 在大型风力发电机组中，轮毂是核心构件，其不仅承担着与驱动连的链接，而且将叶片所受的风载荷通过主轴传递给齿轮箱，承担着风力发电机组容量增大而带来的更大的负荷。它需要有足够的强度和刚度，以保证机组在各种工况下能正常运行。由此可看出轮毂在风力发电机组的设计和制造过程中的重要性。 2 轮毂的强度校核计算 2.1 轮毂模型介绍 轮毂模型结构见图1 此机组风轮由三片叶片对称安装在轮毂上构成，叶片间的夹角为120°。利用CAD绘图软件Solidworks，绘制了轮毂的三维实体几何简化模型。在保证计算精度的前提下，由于小的孔类、圆角及小凸台类结构对计算结果影响很小并且不是关键部位，已经略去。叶片产生的气动载荷以及由于风轮旋转和机舱对风轮转动引起的离心力、惯性力和重力通过三片叶片连接点传递到轮毂上，这些载荷和轮毂自身的重力构成了轮毂载荷。最终，轮毂简化后的几何模型如图1所示。
光电存储技术
论光存储技术 班级： 姓名： 学号： 2013.10.8
目录 摘要---------------------------------------------------------------------- 关键词---------------------------------------------------------------------- 引言---------------------------------------------------------------------- 一、光存储技术的原理及特点--------------------------------------- 二、光存储技术的分类----------------------------------------------- 三、光存储技术的发展及前景----------------------------------------- 参考文献
论光存储技术 辽宁科技大学应用物理系 2010级 指导老师：王颖 摘要伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。在这种情况下，光存储技术应运而生。光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低等优点。 关键词存储；信息；容量；介质 引言信息资料迅速增长是当今社会的一大特点。据统计，科技文献数量大约每7年增加1倍，而一般的情报资料则以每2年~3年翻一番的速度增加。大量资料的存储、分析、检索和传播，迫切需要高密度、大容量的存储介质和管理系统。磁存储和光存储作为当今数据存储的两种常用方式，具有各自的特点。磁存储应用较早，适合与计算机联用，信息存取方便、可靠，技术相对成熟，得到了广泛的应用；光存储的发展及应用则是随着激光技术的发明，步入了高密度光学数据存储的新阶段，指明了未来数据存储的新方向。 一、光存储技术的原理及特点 1.光存储的概念及其基本原理 光存储技术是用激光照射介质，通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化，将信息存储下来的技术。其基本物理原理是：存储介质受到激光照射后，介质的某种性质（如反射率、反射光极化方向等）发生改变，介质性质的不同状态映射为不同的存储数据，存储数据的读出则通过识别存储单元性质的变化来实现。 作为光储存方式，已有近百年的发展历史。常见的照相术就是最早的光存储