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  • CODE V中几种光束传播工具对比(2)

    作者:薛金娜 来源:欧熠光电 时间:2021-11-18 12:14 阅读:2243 [投稿]
    CODE V 的光束合成传播工具(BSP),使用的是在整个光学系统模拟光的波动特性的算法。

    BSP 几乎可以通过 CODE V 中任何可以被光线追迹的元件传播光束,包括球面、非球面、 复杂表面形状、折射、反射或衍射表面、均匀或 GRIN 材料以及非连续表面(NSS)范围。 

    适用场景:当光学系统中出现明显的衍射效应,不能通过像空间中的单个孔径进行削波来精确建模时,可以使用BSP。BSP通常用于分析慢光学系统(例如,较大的 ƒ 数),如激光打印机,其中由于衍射而产生的光束发散可能是显著的。BSP也适用于近场衍射分析和振幅/相位在焦点附近修正的系统,如使用光栅、相位板或空间滤波器。例如,在DVD或光盘播放机中,光束聚焦在磁盘的相位变化(凹槽)上。BSP也可以用于具有多个宽间距不连续光阑的光学系统,如双通道干涉系统,可以要求光束传输来精确模拟多个不连续光阑。利用单模光纤(SMF)输入的通信元件通常也需要考虑整个光学系统的衍射传播,因为传播距离往往比光束的直径大。

    BSP 和 BPR 的对比 

    BSP(基于光束的衍射)和 BPR(基于 FFT 的衍射)都可以用来对整个光学系统的衍射效应建模。BPR 中使用的 FFT 方法有时会因为 FFT 算法相关的采样问题而难以使用(例如,在系统的一 个部分进行精细采样会导致在系统的另一个部分只能进行粗采样)。此外,BPR 计算相对于与每个物理表面相关联的球面参考面的光场相位。强像散光束在球面上不能很好地表示,这可能导致在使用 BPR 对这中光束的系统进行相位计算时出现误差。BPR 目前也不能在非序 列表面(NSS)范围内传播(尽管 BPR 允许在 NSS 区域内进行射线追踪)。最后,BPR 算法目前只能用于传输标量光场。当计算 “快”光学系统(<&#402;/ 1.5)在焦点附近的光场时,标量计算的准确性是有限的。 

    对于具有散光的光束,考虑偏振的输入光场或低 &#402; 数的系统,可以使用 BSP 代替 BPR。因为 BSP 算法不受 FFT 类型采样问题的影响,更便于使用。BSP 也可以处理光学系统中光瞳的问题(例如,双 DOVE 镜系统)。然而,在某些情况下,在相同的精度水平下,BPR 使用的 FFT 算法可能比基于波束的方法更快。

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