用于激光束聚焦的双透镜优化（下）

cherryjhy · 发表于 2023-4-13 09:08:50

7. 改进：由光线追迹到场追迹

 因为存在衍射效应，基于几何光学的仿真不能够对光实际的分布进行评价，。
 在焦点区域内的情况
 场追迹仿真可以考虑所有的波动光学效应。

因此，你可以
利用场追迹仿真检查和改进
你的光线追迹设计。

8. 场追迹：中间结果
 因此，为了更有意义的结果，我们运行物理光学场追击仿真，考虑了衍射效应的同时，应用基于第二动量理论的光束参数探测器。
 场追迹结果值“束腰距离X×Y”已表明，由于衍射效应，光线追迹优化的最佳的聚焦为值与预期的距离20mm不同。
 因此，我们进行基于场追迹的第二步优化，并以预优化后的表面数据作为初始值。

9. 场追迹：最终优化

 对于精细化优化步骤，不必改变所有表面。此处我们仅改变最后一个面，我们在20mm的距离得到最优焦点。
 此外，这种微调通常仅仅进行微量的改变，因此我们为曲率半径的变化指定一个较小的范围。

10. 场追迹：最终结果

 通过优化最有一个表面，我们改变束腰接近接近期望位置。因此，聚焦点尺寸进一步减小。
 即使对于这个低数值孔径(NA)，场追迹能够使我们改善最终聚焦点半径：
0.12um×0.24um(1.4%×4.8%)

11. 结果补偿(第1步&第2步)&半径

在参数概览中显示了4个圆锥面的最终曲率半径，构成了双合透镜。

12. 总结

对使用光线追迹所设计的透镜应用场追迹进行进一步优化，以提高透镜性能。
第一步：利用光线追迹进行快速的预优化以获得合适的起始点以用于随后场追迹优化。
第二步：将衍射效应考虑在内，应用场追迹进行精细化优化。

13. 扩展阅读
以下文件给出了如何在VirtualLab中设置和分析激光系统的更多细节
 启动视频
— 光路图介绍
— 参数运行介绍

用于激光束聚焦的双透镜优化（下）

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