光学孔径设计受衍射影响？OAS软件案例来解决

圆孔衍射案例分析

简介

圆孔衍射是光学领域中典型的物理光学现象，其条纹分布特征直接影响光学成像系统的分辨率、光束传输质量等核心性能，在天文观测、显微镜成像、激光雷达等诸多工程领域具有重要应用价值。本项目旨在通过 OAS 光学仿真软件，构建精准的圆孔衍射模型，实现衍射现象的可视化呈现与关键参数的定量分析，为相关光学系统设计与优化提供高效的仿真支撑。

案例设置与操作

光源设置

选用单色点光源作为入射光源，设定波长为 632.8nm（氦氖激光典型波长），光源发散角控制在 0.01rad 以内，确保入射光束近似平行光，符合理想衍射实验的光源条件，避免杂散光对仿真结果的干扰。

模型搭建

在光源与探测器之间构建圆形遮光孔径组件，核心参数设置如下：半孔径尺寸为 21mm，对应孔径直径 42mm；孔径比例（开孔区域与遮光区域面积比）设定为 0.5，采用不透明光学遮光材料，确保仅中心指定区域允许光线透过，精准复现圆孔衍射的物理边界条件。

探测器设置

选用面阵 CCD 探测器，像素尺寸设定为 10μm×10μm，探测面阵规模为 1024×1024 像素，探测距离根据几何光学关系设定为 1.5m，确保完整捕捉衍射条纹的分布范围，同时满足定量测量的精度需求。

圆孔衍射的三维追迹图

圆孔衍射的探测器结果图

总结

本案例通过 OAS 光学软件实现了圆孔衍射现象的精准仿真，不仅规避了传统实验的局限性，还具备参数可灵活调整、物理过程可视化、结果可定量分析等优势。该仿真方法可广泛应用于光学系统设计初期的性能预判，帮助工程师优化孔径结构参数以降低衍射效应的不利影响。