📚旁证博引

自准直仪 光线追踪 ABCD矩阵 高斯光束 贝塞尔光束 涡旋光束 光束传播法 共聚焦显 光学计算 曲面

🎯要点

🎯平面;曲面;圆柱面;非球面光,双凸透镜;90 度棱镜;分束立方体,双透镜棱;镜分光镜光线’;横置隔膜;全内反射;多个分束器的系统,自准直仪;双筒望远镜光学 | 🎯使用ABCD矩阵计算物体:图像;光圈光阑;视场光阑光路 | 🎯光学算法:快速傅立叶变换;雷利·索末菲;Chirp z 变换;平面波分解;光束传播法;波传播法;矢量瑞利-索末菲;矢量快速傅立叶变换;矢量 Chirp z 变换 🖊光场:平面波;球面波;高斯光束;贝塞尔光束;涡旋光束;拉盖尔光束;厄米高斯光束;泽尼克光束。

光学和散射用例

🍪语言内容分比

pie title 语言分比
"Python":90
"C":40
"C++":20
pie title 内容分比
"光学":90
"数学":40
"算法":50
"多种曲面光":40
"多种光场":40
"光线矩阵":40

✂️梗概

🍇Python高斯光束

激光器通常产生所谓的高斯光束,其中光束电场分布的横向轮廓可以用高斯函数来描述:

$$ E(r, z) \propto \exp \left(-\frac{r^2}{w(z)^2}\right) \exp [i \varphi(z, r)] $$

这里,$r$是距光束轴的距离,$z$是沿传播方向的坐标,$w(z)$是所谓的高斯光束半径,$\varphi\left(z_r r\right )$ 是描述沿光束的相位演化以及波前曲率的术语:

$$ \varphi(z, r)=k z-\arctan \frac{z}{z_{ R }}+\frac{k r^2}{2 R(z)} $$

这里,$k=2 \pi / \lambda$ 是波数,$R(z)$ 是波前曲率,并且

$$ z_{ R }=\frac{\pi w_0^2}{\lambda} $$

是根据光束焦点处的光束半径 $w_0$ 计算的瑞利长度(或瑞利范围)。光束半径根据以下公式演变

$$ w(z)=w_0 \sqrt{1+\left(\frac{z}{z_{ R }}\right)^2} $$

曲率半径为

$$ R(z)=z\left[1+\left(\frac{z_{ R }}{z}\right)^2\right] $$