Zemax激光高斯光束仿真-開題報告.docVIP

Zemax激光高斯光束仿真 _開題報告 學生：陳琪 物理與信息工程學院 指導老師：陳翔宇 江漢大學一 研究的目的和意義激光自60年代初問世以來，由于其亮度高、單色性好、方向性強等優(yōu)點，在許多領域得到了廣泛應用。例如激光加工、激光精密測量與定位、光學信息處理和全息術、模式識別和光計算、光通信等。但無論激光在哪方面的應用，都離不開激光束的傳輸，因此研究激光束在各種不同介質中的傳輸形式和傳輸規(guī)律，并設計出實用的激光光學系統(tǒng)，是激光技術應用的一個重要問題。激光具有方向性好能量散射少接近與單色光單位面積能量高等優(yōu)點所以在光纖通信材料加工等方面有廣泛應用。光作為目前應用領域不論是在工業(yè)切割還是在醫(yī)學光子領域各種各樣的場合越來越需要引進這種光源。但由于激光具有單位面積能量高不易進行實物實驗；還有就是各種光學元器件價格昂貴為了減少損失各種光學模擬軟件應運而生。光學模擬軟件可以極大程度的還原真實的實驗過程可以做各種各樣的光路模擬波形仿真。Zmax作為一款光學模擬軟件其具有上手容易功能強大基本可以滿足光學設計要求。二 國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢Zmax作為一款光學模擬軟件其具有上手容易功能強大基本可以滿足光學設計的要求，目前市面上主要的光學輔助設計軟件有 Zemax （光學設計軟件） TracePro（光學仿真軟件） ASAP（光學仿真軟件） LightTools（光學仿真軟件） CODEV (Optical Research Associates ) OSLO （ Lambda光學設計軟件） ZEMAX 是將實際光學系統(tǒng)的設計概念、優(yōu)化、分析、公差以及報表集成在一起的一套綜合性的光學設計仿真軟件。 OSLO 是處理光學系統(tǒng)的布局和優(yōu)化的代表性光學設計軟件。 CODE V是Optical Research Associates推出的大型光學設計軟件，功能非常強大，價格相當昂貴。 TracePro 是能進行常規(guī)光學分析、設計照明系統(tǒng)、分析輻射度和亮度的軟件。 ASAP：世界各地的光學工程師都公認ASAP（Advanced Systems Analysis Program，高級系統(tǒng)分析程序）為光學系統(tǒng)定量分析的業(yè)界標準。ASAP的分析功能包括照明分析、輻射度測量、偏振、光纖耦合效率、干涉測量、雜光分析（散射和鬼影分析）、成像質量及薄膜鍍膜性能分析。 LightTools是一個全新的具有光學精度的交互式三維實體建模軟件體系,在系統(tǒng)初步設計、復雜系統(tǒng)設計規(guī)劃、光機一體設計、雜光分析、照明系統(tǒng)設計分析、單位各部門間學術交流和數(shù)據交換、課題論證或產品推廣等各環(huán)節(jié)中均可發(fā)揮重要的作用，成為人們理想的工具。ZEMAX已經成為當今使用最普遍的光學設計軟件之一 市場占有率：8085% 全球已經銷售了兩萬多套 臺灣地區(qū)已經銷售600多套 我國大陸地區(qū)已經有300多套。市場應用 應用范圍： 傳統(tǒng)相機、數(shù)碼相機、內窺鏡等光學鏡頭的設計 DVD、VCD讀寫頭 投影系統(tǒng)，背投電視 照明系統(tǒng) 干涉儀 LED Laser diode 光通信器件設計等等Zemax使用群NASA美國太空總署,Sandia 國家實驗室, U.S.Army軍隊, HP, Motorola中國臺灣地區(qū):電子所,中科院,大學以及掃描儀,相機,望遠鏡,投影機等制造商.中國大陸：光學、光電研究所，大學，光學公司，光學加工廠，從事光學鏡頭、條形碼、投影儀、背投影電視、光通信器件、VCD及DVD讀寫頭等的設計的公司。ZEMAX簡介（I） Focus Software 公司產品光學鏡頭設計和光學系統(tǒng)分析軟件 版本有三個等級： ZEMAXSE(標準版) ZEMAXXE(完整版) ZEMAXEE(專業(yè)版) 每年有數(shù)次版本更新，可以到ZEMAX的網站上下載更新界面友好，容易上手；資料豐富，既可以直接選擇，又可以自定義； 可建立反射、 折射、衍射及散射等光學模型； 可進行偏振、鍍膜和溫度、氣壓等方面的分析 具有強大的像質評價和分析功能； 豐富的資料庫，有現(xiàn)成的鏡頭和玻璃、樣板數(shù)據，可供用戶選擇； 大部分窗口都提供在線幫助,方便隨時獲取相關功能的在線解釋和幫助；三 研究課題本課題主要是研究zemax軟件的使用以及熟悉一下操作實踐1）根據自己要設計的系統(tǒng)，先有一個大致的光學結構。2）從手冊查閱，找到類似的光學結構。3）輸入系統(tǒng)，然后優(yōu)化這個系統(tǒng)知道自己滿意。分析功能得到系統(tǒng)的預期。主要需要使用的是，點圖，就是spot diagram.這個可以看出最后系統(tǒng)的點好壞。波面圖，就是OPD fan，這個可以看出設計的系統(tǒng)在出瞳位置的波面差還有就是MTF，zemax的mtf有兩種，一種是衍射的，一種是幾何的，一般來說在OPD超過5個波長的時候幾何的比較常用其余的就是優(yōu)化的時候如何能調整優(yōu)化參數(shù)。最后可以通過公差torlrance對未知的系統(tǒng)成品四 進度計劃我的論文設計工作主要分三個階段，設計前期主要是搜集論文所需的各種資料和進行方案論證，中期進入各項實際制作，最后完成畢業(yè)設計報告的寫作。其時間安排大體如下：（1）.收集資料1周。（2）.了解并掌握zemax軟件工作原理及方法4周。（3）.對半導體激光器進行調諧實驗2周。（4）.記錄并整理數(shù)據2周。（5）