ZEMAX | 使用物理光学传播来模拟高斯光束

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发布于2023-04-03

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ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模拟激光光束传播：第三部分使用物理光学传播来模拟高斯光束

本文使用两个示例演示了如何使用 ZPL 创建用户自定义解。第一个示例介绍了如何创建 ZPL 解以确保序列文件中像面的曲率半径等于系统的 Petzval 曲率。第二个示例介绍了如何在非序列元件编辑器 ( Non-Sequential Component Editor ) 中基于其他物体的参数来约束的物体位置。

OpticStudio 序列模式提供了三种模拟光束传播的工具:

· 基于光线的方式

· 近轴高斯光束

· 物理光学传播 (POP)

本系列的三篇文章旨在介绍如何创建一个高斯激光光源、如何分析光束通过光学系统时的传播和如何使用上述三种方式优化至最小光斑。
高斯光束理论和基于光线的方式。
使用近轴高斯光束工具来模拟高斯光束

本文也会介绍适用于特定情况的最佳模拟方式，是系列文章的第三篇，重点介绍如何使用物理光学传播工具来建模高斯光束，以及何时使用哪种工具。联系我们下载文章中的附件。

简介

激光工程师经常发现有必要对激光在光学系统中的传播进行建模。与基于光线的方法不同，物理光学传播 (POP) 通过传播相干波前来模拟激光光束，因此允许对任意相干光束进行非常详细的研究。在接下来的章节中，我们将介绍如何使用 POP 建模光束传播。

物理光学传播

ZPL 宏求解通过执行 ZPL 宏来确定解的值，并使用 SOLVERETURN 关键字将其返回给编辑器。一旦创建了用于求解的宏，并将其放置在 \Zemax\Macros 目录中，即可在求解窗口的“宏：( Macro: )”中输入该宏的名称：

物理光学传播通过传播波前来模拟光学系统中的传播。光束由离散采样点的阵列上的数据表示，类似于用光线进行几何光学分析的离散采样。整个阵列通过光学表面之间的自由空间传播。在每个光学表面上，系统会计算一个将光束从光学表面的一边传播到另一边的转换函数。因为光束是由其全部复值电场阵列描述的，所以物理光学传播 POP 允许仔细研究任意相干光束，包括高斯或任何形式的高阶多模激光束（光束是用户可定义的）、远焦衍射影响或有限镜头孔径的影响（如空间滤波器）。这篇文章将不会深入如何使用物理光学传播工具的细节。【点击阅读相关文章 ZEMAX | 探索 OpticStudio 中的物理光学传播