导论:
几何光线追迹是光线传播的一种不完善描述。严格地说,光束传播是一个相干过程。当波前通过自由空间或光学介质时,波前会发生相干干涉。这种相干传播的建模包括物理光学领域。
物理光学传播(POP)是zemax的一项强大的功能,它利用衍射计算将一个波前进行建模。阵列中的每个点储存了波束的复振幅信息。该数组在尺寸、采样和纵横比方面都是用户可定义的。
为了将光束从一个表面传播到另一个表面,可以使用菲涅尔衍射传播或角频谱传播算法。zemax自动选择产生最高数值精度的算法。衍射传播算法可以对任意传播距离、任意光束产生正确的结果,并且可以考虑任意表面孔径、包括用户自定义孔径。
物理光学传播的应用包括光纤耦合(单模或多模)、通过任意类型的光学空间的衍射传播、计算由于像差导致的最佳束腰聚焦位置的偏移、以及计算光学表面的光束通量和辐照度。物理光学传播也可用于详细分析通过复杂光学系统的任意激光束的传播。如M^2计算。
设计流程:
光源建模和光束聚焦
首先输入系统的特性参数,如下:
打开系统选项,在系统孔径中选址入瞳直径,并输入“6”;
在视场设定对话框中。设置一个视场(0视场),选择“角度”,如下图:
在波长设定对话框中,加入1um一个波长,如下图:
然后在镜头数据编辑器中输入光源的结构参数,如下图:
查看光源的二维结构图,如下图:
此时,透镜将光束聚焦在像面上(第四面)。
加入空间滤波器
在第3面后插入两个面,如下图
并双击第五面在孔径中输入空间滤波器的孔径要求,如下图:
查看此时系统的二维结构图,如下图:
查看通过空间滤波器(PINHOIE)前后光束发生了明显的变化,对比如下图: