查看光束相位分布

本系列第二篇文章解決了光束強(qiáng)度分析過(guò)程中的取樣問(wèn)題，現(xiàn)在讓我們看看光束的相位取樣。相比于強(qiáng)度分布，相位分布變化更快并且取樣更難。 一般來(lái)說(shuō)，透鏡會(huì)給入射光束截面引入二次方相位。Zemax OpticStudio中的相位區(qū)間為-π到π，如果透鏡引入的相位變化大于π，相位圖就會(huì)發(fā)生“相位區(qū)間跳變（Phase Wrapping）”。例如：如果透鏡引入的相位變化為3π/2那么Zemax OpticStudio中就會(huì)顯示為π/2。當(dāng)然相位區(qū)間跳變只是作圖原則并不是引入的實(shí)際相位變化值，相位變化仍然是連續(xù)的。

假設(shè)光程差為1個(gè)波長(zhǎng)需要4個(gè)像素對(duì)其采樣。從評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出，對(duì)整個(gè)光瞳進(jìn)行采樣需要38,000 x 38,000個(gè)像素點(diǎn)。但如果每個(gè)波長(zhǎng)的光程差改成2個(gè)像素點(diǎn)對(duì)其采樣則需要16,000 x 16,000個(gè)像素點(diǎn)。儲(chǔ)存這一數(shù)量的點(diǎn)陣需要4.3GB的內(nèi)存。對(duì)于一般電腦要計(jì)算這么多的像素對(duì)幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的，即使可以算也需要很長(zhǎng)的時(shí)間。因此用POP的方法查看1相位分布顯然是不切實(shí)際的。

菲涅爾波紋的取樣

我們還可以用截面圖（Cross-Section）來(lái)顯示面11上的光束分布，可以看出波紋以及中心亮斑的取樣都還有改善空間?？梢酝ㄟ^(guò)降低面3的矩陣寬度到30mm來(lái)改善，但這樣可能會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)楣馐車目瞻讌^(qū)會(huì)變得很小。

一個(gè)比較好的解決辦法是把取樣率從1024增加到2048。注意：除了修改POP工具中的取樣率，同時(shí)還要修改之前有調(diào)整過(guò)重新取樣的那些面的取樣率。圖中顯示了取樣率改為2048后的結(jié)果，此時(shí)可以看出面11上的光束分布解析度較高，更清晰顯示了圖片遮擋產(chǎn)生的邊緣衍射波紋以及中心亮斑。其實(shí)取樣率還可以再改進(jìn)，只要你的電腦計(jì)算速度所需的時(shí)間可以接受的話。