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現(xiàn)代光機系統(tǒng)包含大量不同種類的光學元件，如折射透鏡、衍射透鏡、折衍混合透鏡、菲涅爾和漸變折射率透鏡以及衍射光學元件等，我們常用典型應(yīng)用如透射/反射測量、顏色測量、熒光測量、輻射發(fā)光測量、吸光度測量、LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜、Raman拉曼測量、高光譜、VCSEL、紫外吸收測量、DOAS氣體差分吸收測量等，一個完整光機應(yīng)用系統(tǒng)，都需要進行光機設(shè)計，萊森光學（深圳）有限公司依據(jù)自己行業(yè)里10多年豐富解決方案經(jīng)驗，用可以為用戶提供高質(zhì)量的光學設(shè)計方案。

 一個有效的光學建模要求將所有這些類型的元件和光源放在一起進行高精度且快速的仿真模擬。在光學模擬與設(shè)計中包含了衍射、干涉、部分相干、像差、偏振等各種物理效應(yīng)，從而能夠高精度的進行光學模擬與設(shè)計。光學設(shè)計需要具備復(fù)雜的光線追跡、幾何場追跡、場追跡模擬；幾何場追跡模擬則是通過使用幾何光學的方法來近似求解麥克斯韋方程組，從而能夠快速的完成各種復(fù)雜光學系統(tǒng)的模擬仿真，同時在模擬過程中包含了除衍射外的各種物理效應(yīng)。經(jīng)典場追跡模擬引擎與幾何場追跡模擬引擎的聯(lián)合使用，既能夠保證光學系統(tǒng)模擬和設(shè)計的精度，又能夠保證其速度，是物理光學和幾何光學的完美結(jié)合。最后，其傳統(tǒng)的光線追跡模擬引擎能夠快速的完成光學系統(tǒng)的性能評估。

 我們通過行業(yè)里多年的光學應(yīng)用解決方案經(jīng)驗，我們具備以下主要能力：

1.  幾何光學設(shè)計：成像鏡頭設(shè)計、成像質(zhì)量分析、溫度環(huán)境分析、加工公差分析等

2.  物理光學設(shè)計：激光等光源系統(tǒng)及元件的設(shè)計分析、光學相干衍射特性分析、光源耦合等

3.  光機系統(tǒng)設(shè)計：光機一體化系統(tǒng)設(shè)計、光譜系統(tǒng)、多維掃描系統(tǒng)等

以下是一些典型光學設(shè)計分析介紹

1. 納米、微米和宏觀光學的統(tǒng)一建模

設(shè)計模擬激光光學，微光學系統(tǒng)，衍射光學，干涉，成像和照明系統(tǒng)。光學系統(tǒng)中可以包含折射、衍射、混合、菲涅爾和漸變折射率透鏡，擴散器

光分束器、光整形器、計算產(chǎn)生全息、相位板衍射光學元件以及自由表面曲面和微透鏡陣列。基于統(tǒng)一光學建模技術(shù)，可以使用從幾何光學到物理

學不同的傳輸模型進行光傳輸建模。而幾何場追跡與經(jīng)典場追跡的聯(lián)合使用，可以快速并高精度的完成光學系統(tǒng)的模擬仿真和設(shè)計工作。

2. 衍射和微光學元件設(shè)計

       可以設(shè)計衍射光束分束器、擴散器和整形器。這些元件也被稱為衍射光學元件、計算機全息、相位板或者相息。衍射光束分束器允許將一束激光分成光束陣列。衍射擴散器能夠使確定的散射光線進入任意2D光圖案。擴散器和光束分束器可以用來轉(zhuǎn)換相干光和部分相干光源。衍射和折射光束整形可以將相干激光光束整成環(huán)形、矩形高帽、線型或者自定義2D強度分布。

3. 2D和3D光柵的嚴格分析和設(shè)計

       可以對2D和3D光柵進行嚴格的電磁場分析和設(shè)計，包含衍射光柵、全息光柵、布拉格光柵、表面光柵、光子晶體、衍射光束分束器偏光器、抗反射結(jié)構(gòu)、衍射光學元件、光伏系統(tǒng)和光譜光柵。光柵的特征尺寸可以從納米到毫米量級。同時，光柵工具箱可以計算衍射效率、近場、偏振、反射、透射以及內(nèi)部場。各種定制特性可以使用戶分析和優(yōu)化用戶自定義結(jié)構(gòu)的光柵。這些包括導(dǎo)入測量的高度輪廓以及使用公式描述一個高度輪廓的可編程高度輪廓或者折射率分布介質(zhì)。

4. 靈活的激光諧振腔本征模分析

       可以分析穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)激光諧振腔的本征模。分析包括了基膜、高階模和本征值的計算。依賴于經(jīng)典場追跡技術(shù)，可以將從幾何光學到電磁場處理的各種光束傳輸方法最佳的組合起來。因此允許腔內(nèi)包含微結(jié)構(gòu)和DOE元件，模擬受激介質(zhì)的折射率調(diào)制以及任意形狀的基膜。分析表面輪廓和介質(zhì)以及自定義元件目錄為定義諧振腔提供了非常大的靈活性。公差模擬可以研究一個諧振腔的穩(wěn)定性。

5. 光源的整形和均勻化

      利用經(jīng)典場追跡進行光源系統(tǒng)的分析和設(shè)計。場追跡使用強調(diào)衍射光學和微結(jié)構(gòu)整合的新概念，這給光源以及其它高發(fā)散輻射光源的整形和緊湊照明系統(tǒng)的設(shè)計提供了更大的靈敏性。

    現(xiàn)代光機系統(tǒng)包含大量不同種類的光學元件，如折射透鏡、衍射透鏡、折衍混合透鏡、菲涅爾和漸變折射率透鏡以及衍射光學元件等，我們常用典型應(yīng)用如透射/反射測量、顏色測量、熒光測量、輻射發(fā)光測量、吸光度測量、LIBS激光誘導(dǎo)擊穿光譜、Raman拉曼測量、高光譜、VCSEL、紫外吸收測量、DOAS氣體差分吸收測量等，一個完整光機應(yīng)用系統(tǒng)，都需要進行光機設(shè)計，萊森光學（深圳）有限公司依據(jù)自己行業(yè)里10多年豐富解決方案經(jīng)驗，用可以為用戶提供高質(zhì)量的光機設(shè)計定制化方案。

    光學測量：干涉儀、顯微鏡、單色儀、光譜儀

    通過高速物理光學，徹底的研究干涉儀，光譜儀和傳統(tǒng)式或結(jié)構(gòu)照明式顯微鏡的成像質(zhì)量與分辨率限制。

    1.   可利用光學軟件來建構(gòu)、分析全像光柵分光儀 (Holographic Grating Spectrometer) ，設(shè)定出一個多波長的發(fā)光源，來進行一個范例的模擬及分析。

    2.   雜散光計算：利用 軟件來建構(gòu)任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析，并提供給詳細的分析結(jié)果，也可以精確地模擬出涂黑漆所產(chǎn)生的雜散光效應(yīng)，看到雜散光形成及其路徑，還可以將雜散光的分析結(jié)果分類，導(dǎo)出所需的報表或圖形格式。

    3.   數(shù)組透鏡-光照度計算：可以用非序列追跡光線方式及相干光計算，可明顯的表示出 FRED 的分析結(jié)果，與實際系統(tǒng)是一致的。

    4.   干涉測量系統(tǒng)：相干光 (Coherent) 傳遞及干涉測量系統(tǒng)的模擬，可以用軟件分析出光的傳遞過程，分光 ( 分出參考光 ) 、以及分析一個相干光的干涉圖形，光源也可以設(shè)定為高斯光束分布、相干光、偏振特性，使光源更符合實際的激光。

成像系統(tǒng)：衍射透鏡、高級PSF/MTF、鬼像、光柵

     通過物理光學、幾何光學實現(xiàn)透鏡系統(tǒng)的建模。對包含鬼像和部分相干性的系統(tǒng)也可以提供可靠的PSF/MTF評估。系統(tǒng)中可以包含光柵，全息光學元件以及衍射透鏡。

     1. 透鏡系統(tǒng)鬼像分析：透鏡在實際應(yīng)用時，所無法避免的現(xiàn)象 - 鬼像，可從透鏡設(shè)計軟件導(dǎo)入透鏡系統(tǒng)，依照需求設(shè)定多波長的光源，也可自行定義光線的序列近軸追跡方法，或是定義各透鏡表面的光學特性 ( 鍍膜/散射等 ) ，分析鬼像的不同光線路徑、鬼像的照度分析。

     2. 照明和非成像系統(tǒng)：以對光源反射罩或組合透鏡的面型進行優(yōu)化，使得能夠在分析面上得到所需的照度分布，而且FRED可以生成照度分布圖，于直觀的了解。另外，還可以導(dǎo)入光源的光線文件，生成光線分布列表，快速建立自定義光源。

    激光系統(tǒng)：光束傳輸、掃描系統(tǒng)、FS脈沖建模、晶體建模

    物理光學可以有效的實現(xiàn)對激光光源、衍射、干涉、偏振和非線性效應(yīng)的建模，同時可以使用任意感興趣的光束參數(shù)。復(fù)雜光源模型，包括激光、像散激光二極管、VCSELs、LEDs、部分相干光源、飛秒脈沖和X射線光源。

光束整形：折射光學、衍射光學、擴散器、微透鏡陣

    能夠使用自由表面、衍射光束分束器與圖案生成器，擴散器和常規(guī)陣列微光學元件（包括但不僅限于微透鏡陣列）實現(xiàn)光束整形。

    能夠?qū)Χ嗤ǖ啦▽?dǎo)成像系統(tǒng)進行非序列建模，并對VR/AR/MR等設(shè)備的波前差、能流和PSF/MTF進行評估。