CODE V中几种光束传播工具对比（1）

能够解释光在整个光学系统中的波动特性的方法被称为光束传播法。CODE V有三种光束传播工具，本篇就简单介绍一下这三种传播工具，以及它们的适用场景。

高斯光束追迹工具

高斯光束追迹工具（简称 BEA）可以用来追迹“慢”高斯光束穿过光学系统。BEA 使用传播方程并计算每个表面的光束半径、光束方向、波前曲率半径、束腰位置以及束腰半径。

适用场景：在你的光学系统中，当你想要确定在参考波长下计算未削波的高斯光束沿着主光线的束腰位置和束腰尺寸，可以使用 BEA 工具。它考虑了系统的像散和场曲，但是不包含其他像差。BEA 工具可以应用在任何系统中，无论这个系统是否对称。对于一些狭窄、慢光系统来说，BEA 也是非常适用的。在这些系统中，几何光学不能充分的预测光在在焦点处的位置和强度，并且在这类系统中，聚焦的光斑尺寸通常可以与光束直径相比拟，因此可以使用 BEA 来替代几何光学进行仿真。比较典型的应用是分析激光扫描系统。

FFT 光束传播工具 

FFT 光束传播工具（简称 BPR）可以使用基于衍射的传播工具结合几何光线追迹来追迹穿过光学系统的光束，并且可以显示特定表面的强度和/或相位信息。输入光束可以使用干涉图（INT）文件来指定光的强度或相位，也可以从工作表缓冲区读取的复数数组，或者直接以高斯的场分布作为输入光束。再或者，输入光束可以定义为有像差或无像差的球面波波前，并使用 LDM 规格。

适用场景：BPR 工具用于分析光束穿过由光学元件、光阑和自由空间组成的系统。它基于衍射传播技术并结合了几何光线追迹。衍射效应在许多光学系统中都占有重要地位。对于某些透镜，如物镜，只要假定所有的衍射都发生在出瞳处就足够了。这大大简化了计算。对于其他系统，如激光系统和光学处理器，考虑系统内部的衍射效应也是很重要的。对于无削波和无像差的高斯光束来说，使用标准的高斯光束传播（BEA）足以描述光束的特性了。然而，当存在大量的削波时，或者存在像散以外的像差，或非高斯光束，BPR 是必要 的，可以充分的表征光束。它允许你在光学系统的任何表面上检查光束的强度和相位。BPR 工具通常用于设计 f 值较大的激光系统，如激光打印机。对于近场衍射分析和振幅/相位在焦点附近被修改的系统，如使用光栅或相位板，BPR 也是很有用的。例如光盘播放器，其中光束集中在磁盘的相位变化，以及空间滤波的图像处理应用，其中傅立叶变换平面被修改。精确的几何光线追迹将光束传送到所有的光学界面。因此，非球面、用户自定义表面和其他非球面形状的折射和反射表面都可以用光束传播工具进行分析。这是 CODE V 的 FFT 波束传播工具的主要技术优势之一。对于没有指定基于衍射传播的表面，仍然使用几何光线进行追迹处理。