光学工程

Evident OLS5100（原属奥林巴斯品牌）凭借其卓越的光学性能和智能化工作流程，为工业检测树立了新的标杆，本文将深入解析该设备的技术特性及其在精密测量中的应用优势。 Evident奥林巴斯显微镜官网首页：https://lifescience.evidentscientific.com.cn/zh/ Evident-奥林巴斯光学显微镜-OLS5100：https://industrial.

引言 通过 Ansys Zemax OpticStudio 与Lumerical RCWA 之间的动态链接，可实现宏观光学系统与微观光栅结构的协同仿真与优化。该工作流突破了传统方法的局限，为复杂衍射光学元件的设计与分析提供了高效、精准的解决方案。 在此工作流中，设计者在 Zemax OpticStudio 中构建宏观光学系统，并在 Lumerical 中构建光栅的微结构。两个软件中的模拟无缝连接。

这是一维周期线光栅案例的一个变形。它的灵感来自闪耀光栅。在一维线栅的案例中，周期单元晶胞包含通过光栅的二维横截面。这里的横截面包含两个宽度、高度和角度不同的三角形。这些三角形线条位于衬底上，被背景材料包围。示例中的材料选择为铬(线栅)、玻璃(基底)和空气(背景材料)。 光栅被S和P偏振平面波照亮。JCMsuite计算近场分布。下图显示了当波长为193nm时，平面波从衬底侧垂直入射到结构内的近场强度

在高功率激光应用中，一种常见的效果是通过热致透镜聚焦。 虽然这种影响通常是有害的，但它也可用于特定应用。 例如，在光镊和粒子俘获领域中，使用Ince-Gaussian模式，因为它们的光束轮廓即使在通过焦点传播时也能保持。借助新推出的 Ince-Gaussian模式光源和非均匀介质组件，可以在 VirtualLab Fusion 中模拟此类应用。 此外，VirtualLab Fusion 内置的精确

热透镜效应描述了高功率激光束热梯度引起的介质折射率的不均匀性。对于具有特定参数的高斯光束，折射率在数学上表现为温度和输入功率的函数。[W. Koechner, Appl. Opt. 9,2548–2553(1970)]。这个使用案例显示了热透镜焦距的变化，以及当输入功率改变时聚焦光束直径的变化。这个使用案例发表在[H. Zhong, J. Opt. Soc. Am. A35]。 建立任务 结果

1.摘要 随着光学投影系统和激光材料加工单元等现代技术的发展，对光学器件的专业化要求越来越高。微透镜阵列正是这些领域中一种常用元件。为了充分了解这些元件的光学特性，有必要对微透镜阵列后各个位置的光传播进行模拟。在这个应用案例中，我们将分别研究元件后近场、焦区以及远场特性。 2.系统配置 3.系统建模模块-组件 4.总结—组件…… 仿真结果 1.场追迹结果—近场 2.场追迹结果—焦平面 3.场追迹结

摘要 微透镜阵列在数字投影仪、光学扩散器、三维成像等各种光学应用中得到越来越多的关注。VirtualLab Fusion允许应用一种先进的场跟踪算法，通过所谓的多通道概念来分析这样的数组元素。在本例中，介绍了微透镜阵列组件的配置和使用。 微透镜阵列的结构配置 场通过哪一种方法通过MLA传播？ 子通道分解 •该MLA组件的特点是，用户可以选择是通过一步(a)通过多个微透镜传播整个场，还是先分解场，使

Zemax是一个分布均匀的光线追迹软件。 VirtualLab Fusion允许从Zemax文件导入具有完整3D位置信息和玻璃的光学系统。 导入在两个软件包之间有着人性化的接口。 导入过程后，光学系统的结构数据将在VirtualLab Fusion中显示为几个组件。 VirtualLab允许将单个光学界面组合成组件。 将Zemax系统导入VirtualLab后，可以通过光线追迹和场追迹来分析光学装

作为物理光学最著名的现象之一，衍射在各种情况下都发挥着作用。有着先进光场传播技术的VirtualLab Fusion可以自动处理光学系统中的衍射效应。在该例中，我们选择了一些常规光圈，例如：圆形（或椭圆形）、方形（或矩形）、五边形和六边形等其他形状。计算了它们的衍射图案并研究了它们的衍射特性。 摘要

摘要 不同的波前像差对焦点分布有不同的影响。 因此，其对于研究例如成像系统是至关重要的。 在VirtualLab Fusion中，可以生成不同的波前像差，并且可以方便地研究它们对焦点分布的影响。 作为示例，我们选择几种典型的像差（球差，彗差，像散，...），改变它们的值，然后计算相应的焦点分布。

某些光学系统和光学组件已被用来等效研究相应的量子力学效应，如Zhu等人已报道了无源奇偶-时间（PT）光栅，[Appl. Phys. Lett. 109, 111101 (2016)] 2016)]。在此示例中，我们遵循Zhu构建了无源PT光栅，并使用傅里叶模态方法（FMM）进行了研究。特别地，我们显示了具有选定光栅结构参数和光偏振态的非对称衍射效应。 VirtualLab Fusion工作流程 •

摘要 可变角度椭圆偏振光谱仪（VASE）是一种常用的技术，由于其对光学参数的微小变化具有高灵敏度，而被用在许多使用薄膜结构的应用中，如半导体、光学涂层、数据存储、平板制造等。在本用例中，我们演示了VirtualLab Fusion中的椭圆偏振分析器在二氧化硅（SiO2）涂层上的使用。对于系统的参数，我们参考Woollam等人的工作 "可变角度椭圆偏振光谱仪（VASE）概述。I. 基本理论和典型应用

摘要 F-Theta透镜通常用于基于扫描式的激光材料加工系统。使用这种透镜，聚焦光斑沿目标平面的位移与透镜焦距和扫描角度的乘积成正比。然而，不存在完美的F-Theta系统，因此在任何给定的系统中，偏离理想行为的偏差都是可以预期的。借助快速物理光学建模和设计软件VirtualLab Fusion中的扫描光源，通过测量不同角度下实际光斑位置与期望值之间的偏差，分析了给定F-Theta透镜的性能。 建模

摘要 F-Theta透镜通常用于基于扫描式的激光材料加工系统。使用这种透镜，聚焦光斑沿目标平面的位移与透镜焦距和扫描角度的乘积成正比。然而，不存在完美的F-Theta系统，因此在任何给定的系统中，偏离理想行为的偏差都是可以预期的。借助快速物理光学建模和设计软件VirtualLab Fusion中的扫描光源，通过测量不同角度下实际光斑位置与期望值之间的偏差，分析了给定F-Theta透镜的性能。 建模

1. 点击软件左上角File→Import选择导入图片文件 2. 在弹出的文件选择界面选择要导入的图片，点击打开 3. 选择Data Array数据类型格式 4. 目标图案预览 5. 设置图片尺寸 6. 点击Finish完成导入 7. 导入之后的数据还需要转换为Transmission透过率函数格式，通过菜单栏Manipulations下的Conversion功能进行数据类型转换，先转换为Harm

摘要 Fabry-Pérot标准具广泛应用于激光谐振器和光谱学中，用于敏感波长的滤波。通常，它们由两个高反射(HR)涂层表面和之间的空气(或玻璃)组成。在这个例子中，建立了一个以硅为间层的标准具光学测量系统，以测量钠D线。利用非序列场追迹技术，充分考虑了多元反射对条纹对比度的影响，研究了涂层的反射率对条纹对比度的影响。 建模任务 具有高反射(HR)涂层的标准具 图层矩阵解算器 分层介质组件采用图层

摘要 干涉测量法是光学计量学的重要技术。 它被广泛用于例如，表面轮廓、缺陷、高精度的机械和热变形。 作为一个典型示例，在VirtualLab Fusion中借助非序列场追迹，构建了具有相干激光光源的Mach Zehnder干涉仪。 证明了光学元件的倾斜和移位如何影响干涉条纹图案。 建模任务 元件倾斜引起的干涉条纹 元件移动引起的干涉条纹 走进VirtulLab Fusion VirtualLab

摘要 斐索干涉仪是工业中常见的光学计量设备，它们通常用于光学表面质量的高精度测试。 借助VirtualLab Fusion中的非顺序追迹，我们构建了一个菲索干涉仪，并利用它测试了不同的光学表面，例如圆柱形和球形。 可以看出，产生的干涉条纹对表面轮廓具有敏感性。 建模任务 倾斜平面下的观测条纹 圆柱面下的观测条纹 球面下的观测条纹 VirtualLab Fusion 视窗 VirtualLab Fu

摘要 尽管对于大多数其他类型的光源而言，静态近似下是足够精确的，但对于超短脉冲来说需要更加精确的方法，其中要考虑到不同光谱模式之间的相关性。在此，我们在空间、时间与场分布上研究了该脉冲传播通过高数值孔径透镜的影响。 建模任务 纯空间分析：输入场（载波λ） 纯空间分析：焦平面上的场（载波λ） 空间-时间分析：输入场（Ex分量） 空间-时间分析：焦点处（Ex分量） 空间-时间分析：焦点处（Ex和Ez分

摘要 尽管对于大多数其他类型的光源而言，静态近似下是足够精确的，但对于超短脉冲来说需要更加精确的方法，其中要考虑到不同光谱模式之间的相关性。在此，我们在空间、时间与场分布上研究了该脉冲传播通过高数值孔径透镜的影响。 建模任务 纯空间分析：输入场（载波λ） 纯空间分析：焦平面上的场（载波λ） 空间-时间分析：输入场（Ex分量） 空间-时间分析：焦点处（Ex分量） 空间-时间分析：焦点处（Ex和Ez分