本固定栏目今天加更一期,刚好今天晚上有人咨询我这个问题,我也就简单写写,明天晚上还有一期更新,希望大家多多支持。光斑均匀性在各种激光相关的光学设计中都是一个需要考虑的指标,这一期我本就来看一看如何在软件中进行分析。
我还是拿之前演示过的一个激光整形系统为例,光学系统图如下,该系统入射出射均为平行光,同时起到扩束和整形的作用。一般成像系统看的点列图、MTF曲线和波前都难以直接反映能量分布情况,那么这个时候我们如何定量地分析整形效果呢?
【光学系统的杂光分析(五)——以激光整形系统为例开始光线追迹】

在ZEMAX中有一个常用的工具,就是几何图像分析,我们可以利用该工具查看整形效果。点开该功能,我们可以看到这里设置的参数很多。


上面系统输出的光束直径为10mm,则可以把像面尺寸设置为12。另外我们可以在文件中选择circle,并适当提高光线追迹数量,如果我们想要看能量分布的剖面曲线,下面的显示中可以选择Cross Y或Cross X。输出图像的效果如下:

可以看到我们的输出光束还是比较均匀的,如果我们进一步提高追迹光线数和采样密度,则输出图像如下:

这里有一点需要特别说明,如果输出的是平行光束,则优化这样光学系统的时候我们可能打开了无焦像空间,那么在看光束能量分布时要把该选项关闭,否则由于单位原因,最终显示的效果不会那么平,大家需要注意。还有就是该方法对于聚焦系统同样适用,这里我也用之前提到过的DOE元件演示一下,除了剖面图外,在Show选项中我们也可以选择伪彩图。
【光学知识】激光的全称是什么——激光基本原理||之晓光学



总的来说,几何图像分析功能可以用来快速而准确的评估光束或光斑的能量分布,这对于设计优化过程来说时很有意义的。当然,除了这种方法,我们可以使用物理光学传播或者别的软件研究这一类问题,这个就之后慢慢给大家介绍吧。