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    [原創(chuàng)]翻譯Zemax手冊物理光束傳輸 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2009-09-11
    說明1:本人曾經(jīng)做過半年時間的大功率光纖激光準(zhǔn)直工作。理論資料參考《Opotial System Design(Fisher)》和《工程光學(xué)設(shè)計(蕭澤新_第二版)》;模擬軟件使用Zemax。有鑒于當(dāng)時關(guān)于這方面的中文資料難找(因為手頭上的Zemax中文手冊只有網(wǎng)上廣為流傳的2003版,但它沒有翻譯POP這一章;后來看到光研公司出了全部的中文版,據(jù)說要400多元,自己舍不得買,于是只有啃英文原版了),所以現(xiàn)在特將此章譯出,以方便廣大同行交流。譯文倉促,疏誤再所難免,懇請大家原諒。Zhl10501于HangZhou.2009.09.11 DyiJ4m}kh  
    :S_]!'H  
    說明2:本翻譯版中的章節(jié)和頁碼數(shù),均以英文原版ZemaxManual(2008)為標(biāo)準(zhǔn)。 dzPewOre*  
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    第21章 物理光學(xué)傳輸 )"6-7ii7(f  
    Introduction介紹 QAp]cE1ew  
    $*iovam>^]  
    強調(diào)à本特性僅在Zemax_EE版中可以使用。物理光學(xué)傳輸較為復(fù)雜,我們強烈推薦用戶在使用之前閱讀并理解本章內(nèi)容。 vno/V#e$WX  
    <?5|(Q"@:  
    幾何光學(xué)通過光線追跡來模擬光學(xué)系統(tǒng)。光線是一種假象的線條,它代表著由等相面構(gòu)成的波前[曲面]的法線。無論是光線,還是波前,均可以表征一個光束。然而,光線和波前的傳播[方式]確是不同的。光線沿直線傳播,每條光線之間互不干涉;但是波前卻是自相干傳播。因此,光線模型和波前模型在描述光束通過自由空間或光學(xué)元件時,其傳播方式不同。光線模型在描述絕大多數(shù)光學(xué)系統(tǒng)時都是極其有效的,并具有快速,柔韌的特點。然而,光線[模型]卻不適合模擬一些特定的重要效應(yīng),例如衍射。 SeDk/}/~e  
    S#y[_C?H  
    Zemax確實有一些基于光線[模型]的衍射計算,例如衍射MTF或PSF。這些衍射計算做了一個簡單的近似:[假定]所有的重要衍射效應(yīng)只發(fā)生在從出瞳到像[的區(qū)間]。這有時被成為“單步”近似。在從物體出發(fā),穿過各個光學(xué)元件和空間介質(zhì),并以各種方式到達(dá)像空間出瞳處的過程中,[我們]使用光線[模型]傳播光束。對于分布在出瞳處的透射光線,計算出相應(yīng)的振幅和相位差,用以還原出復(fù)振幅波前。在單步近似中,隨后使用衍射積分來計算傳播到焦點附近區(qū)域的復(fù)振幅波前。 PC<_1!M]  
    nWY^?e'S  
    幾何光學(xué)和單步近似法對于大多數(shù)傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計相當(dāng)適用。其中,光束除了最終像外,均不在焦點附近。然而,這一模型在以下若干重要場合遭到破壞: m 0vW<  
    /B~[,ES@1  
    1.    當(dāng)光線到達(dá)介質(zhì)焦點處,特別是截跡光束時(光線模型自身不能正確的預(yù)測焦點附近的光線分布)。 -[ gT}{k!  
    )3:0TFS}}k  
    2.    當(dāng)考慮遠(yuǎn)離焦點的衍射效應(yīng)時(光線[模型]仍然保持振幅和相位的均勻,波前[模型]卻形成了振幅和相位結(jié)構(gòu))。 XDPgl=~  
    QO(F%&v++  
    3.    當(dāng)傳播距離很長,并且光束是幾乎準(zhǔn)直的時(準(zhǔn)直光線經(jīng)過任意距離仍然保持準(zhǔn)直,然而實際光束卻要衍射并發(fā)散)。 3U+FXK#6  
    &4S2fWx  
    物理光學(xué)使用傳輸波前來模擬光學(xué)系統(tǒng)。光束是通過離散的采樣點矩陣來描述的,類似于幾何光學(xué)分析使用的離散采樣光線。整個[采樣點]矩陣通過光學(xué)表面之間的自由空間傳播。在光學(xué)表面之間,通過計算傳輸函數(shù),來得到從一個光學(xué)面到其它光學(xué)面的傳輸光束。對于任意相干光束,物理光學(xué)模型允許非常詳細(xì)的研究,這包括: `>)Ge](oN