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Zemax光学设计实例（91）---在非序列模式下使用体散射模拟荧光

2021-12-20 11:02| 发布者：Davis| 查看：1627| 评论：0|原作者: 小小光08

摘要：本文介绍了如何在Zemax中使用非序列模式下模拟荧光物体的实例。通过设置波长、椭圆光源、散射体、荧光波长偏移等参数，可以实现荧光效果的仿真。本文为光学设计者提供了一种实用的方法，并且详细介绍了Zemax的设置步骤，帮助读者更好地掌握该技术。

引言：

荧光是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；很多荧光物质一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。

荧光光线通常情况下会沿不同方向发射。

常见的例子是荧光灯，涂覆在灯管的荧光粉吸收灯管中汞蒸汽发射的紫外光，而后由荧光粉发出可见光，实现人眼可见。

设计仿真：

zemax中自带的示例文件(Fluorescence Example.ZMX) 可以用来演示如何在非序列下模拟荧光物体。

（1）选择非序列模式“Non-Sequential Mode”。

（2）波长设置，如下图：

0.45um为入射光的波长，0.65um为出射光的波长。

（3）在NSCEditor里输入参数

第1个Object，使用一个椭圆光源（SourceEllipse）向散射体发射一束平行光，波长为0.45um。

在第1面“Sources”中设置每条光线在散射体中最多发生一次散射；光源发射光线的采样方法为索伯采样（Sobol），这是因为相比其他随机算法，使用索伯算法产生的光线分布具有更优的随机性。设置如下图：

第2个Object，设置为RectangularVolume作为散射体，可以使用散射角度分布来定义体散射。

在第2个Object的“VolumePhysics”中设置平均自由程（Mean Path）和散射角度（Angle），设置如下图：

并且，在第2个Object的“VolumePhysics”中设置荧光（Fluorescence）的波长偏移（Wavelength Shift），其中（1,2,1）代表（in,out,prob），in代表输入光的编号，out代表输出光（荧光）的编号，prob代表波长发生偏移的相对概率，0≤prob≤1，设置如下图：