全息光學元件建模
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-18
全息光學元件建模的視頻教程
全息光學元件建模的實例教程
不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。
建模任務
HOE的功能
HOE后不同位置的場
X-Z截面上的強度分布
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
?通過編程定義定制的HOE功能
?正確地設置傅里葉變換
-傅里葉變換設置 – 案例討論 [用例]
?通過參數運行檢查不同參數的影響
-參數運行文件的使用 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
-圓頂錐透鏡產生貝塞爾光束的建模
展開 不同于利用準直透鏡和錐透鏡的傳統方法，我們設計了一個集透鏡和錐透鏡功能于一體的全息光學元件(HOE)。這種光路是在VirtualLab Fusion中內置的。我們檢查了HOE的功能并檢查了HOE背后的光場演變。
建模任務
HOE的功能
HOE后不同位置的場
X-Z截面上的強度分布
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
? 通過編程定義定制的HOE功能
? 正確地設置傅里葉變換
- 傅里葉變換設置 – 案例討論 [用例]
? 通過參數運行檢查不同參數的影響
- 參數運行文件的使用 [用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
- 圓頂錐透鏡產生貝塞爾光束的建模
展開 圖2.用于光譜分裂的全息光柵-透鏡CPV幾何結構。原理圖（a）、臺面和室外（可見光范圍）演示原型（分別為b和c）
光柵-透鏡光譜分離結構由位于平凸透鏡的入口孔徑處的平面透射光柵組成。入射光譜的一部分離軸（在15-30°）衍射到透鏡中。未被全息衍射的光在軸上進入透鏡，并在近軸焦點處會聚。衍射光譜分量進入透鏡離軸并且分散在這樣一個表面（對應透鏡的場曲和全息圖的色散特性的表面上）[4]。
光譜分裂系統可以使用具有高光學效率以及良好的反射和透射光譜特性的反射濾波器來實現，如圖1（a）所示。盡管已經展示了具有二向色性[5,6]和全息反射濾波器[7]的系統，但是它們具有以下缺點：
? 反射方法需要至少N-1個N結濾波器[5,6]，增加了系統復雜性，追跡靈敏度降低了可靠性。
? 反射方法需要頻譜分裂濾波器在集中照明下操作，以最小化濾波器的所需面積和成本。
? 二向色濾波器用于聚光結構的性能隨著非垂直入射光束而降低[8]。
使用圖2（a）中所示的光柵-透鏡幾何結構可以避免這些問題，用單個寬帶濾波器進行聚光之前分離光譜，從而減小了濾波器上的入射角和功率密度。此外，大型全息光學元件可以使用廉價的材料制造，例如重鉻酸鹽明膠（DCG）[9,10]和光聚合物[11]。
2. 光譜分裂評價函數
在本節中，定義了評估整個系統及其各個組件的頻譜性能的度量。
2.1 光譜轉換效率
每個能隙的效率用光譜轉換效率（SCE）定義：
（1）
其中有光譜響應（SR）、開路電壓（VOC）和填充因子（FF）（電池參數）[12]。SCE在AM1.5太陽光譜的所有波長上的積分，可得到給定電池總的光-電轉換效率：
（2）
其中ηi*是全光譜（未濾光）照明EAM1.5下的電池的效率[3]。
展開 簡單2點HOE：
圖1.兩個結構光與全息表面，每個點都會發出一個球面波，在全息表面形成干涉
指定結構光的位置
圖2.在表面的局部坐標系中給出的坐標。衍射級數是明確的。
圖3.從結構光1追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖4.從結構光#2追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖5.從結構光#1追跡光線，兩個衍射級次
圖6.添加相位
圖7.多色光線追跡
最初的HOE設計波長為0.5876um，作為一個衍射元件，會出現大量的色差。在本例中，光源包含3個波長：0.486、0.587和0.656 um。
? 一般來說設計者會在ZEMAX和CODE V中設計HOE的結構
? FRED可以讀取CODE V和ZEMAX的光學元件并精確地創建HOE，因此大多數用戶實際上從未手工輸入系數。（Zemax和Codev對HOE的描述不同，但FRED知道如何正確地解釋元件。）
展開 簡單2點HOE：
圖1.兩個結構光與全息表面，每個點都會發出一個球面波，在全息表面形成干涉
指定結構光的位置
圖2.在表面的局部坐標系中給出的坐標。衍射級數是明確的。
圖3.從結構光1追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖4.從結構光#2追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖5.從結構光#1追跡光線，兩個衍射級次
圖6.添加相位
圖7.多色光線追跡
最初的HOE設計波長為0.5876um，作為一個衍射元件，會出現大量的色差。在本例中，光源包含3個波長：0.486、0.587和0.656 um。
? 一般來說設計者會在ZEMAX和CODE V中設計HOE的結構
? FRED可以讀取CODE V和ZEMAX的光學元件并精確地創建HOE，因此大多數用戶實際上從未手工輸入系數。（Zemax和Codev對HOE的描述不同，但FRED知道如何正確地解釋元件。）
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授課時間
2026/6/23（二）-6/24（三）AM 9:00-PM 16:00
授課地點
上海市嘉定區南翔銀翔路819號中暨大廈18樓1805室
課程講師
訊技光電工程團隊及資深顧問
摘要
光柵是光學中最常用的衍射元件之一。如今，它們經常被用于復雜的系統中，并與其他元件一起工作。在這種情況下，非常需要將光柵不僅僅是作為孤立的元件來模擬，而是與系統的其余部分結合，以評估整個系統性能。VirtualLab Fusion提供了一個獨特的光柵元件，允許在光路中輕松地包含各種不同形狀的光柵，無論是一維周期光柵(層狀)，二維周期光柵，或體(布拉格)光柵。本用例介紹了該元件的功能，包括光柵級次的設置和堆棧的定位
授課時間：：2026/5/28（四）-5/29（五）（各城市并行開課）
課程時數：2天/城市
授課地點：深圳市光明區鳳凰街道尚智科技園1棟B座1503
課程講師：訊技光電工程師隊
課程費用：3600RMB/1人次
(課程包含課程材料費、開票稅金、午餐費)
課程簡介
Course Introduction
光柵是現代光學系統中最為常用的一種衍射光學元件
簡介
全息照相依托光的干涉與衍射原理，以物光與參考光干涉條紋記錄物體振幅、相位全光波信息，可真實還原三維立體影像與空間景深。核心光路包含激光光源、分束器、照明與參考光路及記錄介質，廣泛用于三維顯示、精密計量、無損檢測、光學防偽等領域。本案例基于 OAS 波動光學模塊，完成全息記錄與再現全流程仿真，為系統設計、優化與評估提供專業工程支撐。
案例設置與操作
模型構建
基于 OAS
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聯系工作人員獲取附件
簡介
本文介紹了插入坐標斷裂曲面以允許光學元件的偏心和傾斜的過程。第一部分介紹坐標斷點曲面的作用，后續部分詳細提供了其正確使用方法的教學指導。最后介紹了用于傾斜和偏心光學元件的簡單內置工具。
坐標斷點曲面
在OpticStudio序列光線追跡模式中，表面輸入順序具有決定性作用。具體而言，透鏡數據編輯器（Lens Data Editor, LDE）
GLAD中二元光學元件建模4個月前
二元光學的優點——高衍射效率；獨特的色散性能；更多的設計自由度；寬廣的材料選擇；獨特的光學功能。
通常激光光強分布呈高斯型，而在許多實際應用中，需要將光強分布加以轉換，即光束整形，如呈平頂狀和環狀等。以往人們多用計算全息法實現環形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來人們開始研究二元光學元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學元件是在計算機制全息圖和相息圖研究發展的基礎上
GLAD中二元光學元件建模4個月前
前言
通常激光光強分布呈高斯型，而在許多實際應用中，需要將光強分布加以轉換，即光束整形，如呈平頂狀和環狀等。以往人們多用計算全息法實現環形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來人們開始研究二元光學元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學元件是在計算機制全息圖和相息圖研究發展的基礎上，利用計算機設計和微電子加工技術研制成的一種高效率的新型光學元件。由于它能靈活控制波前，因此在光束整形方面有著廣泛的應用前景
FRED中全息元件的建模5個月前
簡單2點HOE：
圖1.兩個結構光與全息表面，每個點都會發出一個球面波，在全息表面形成干涉
指定結構光的位置
圖2.在表面的局部坐標系中給出的坐標。衍射級數是明確的。
圖3.從結構光1追跡光線
為什么光線在結構光＃2處不能完美聚焦？因為入射波通過HOE的玻璃厚度是有畸變的。
圖4.從結構光#2追跡光線
為什么光線在結構光
光學標準具在具有簡單結構的透明板中可以形成法布里-珀羅諧振器(Fabry-Pérot resonators)，并用于光譜和/或角譜選擇。 VirtualLab Fusion中的非序列場追跡技術可以對不同類型的標準具進行精確建模，其中包括平面或曲面和涂層。作為典型應用，我們展示了以標準具為關鍵部件檢測鈉D線的光學設置。
具有平面或曲面的標準具的建模
跨平臺光學建模與設計5個月前
VLF和Python的跨平臺仿真
物理光學軟件VirtualLab Fusion構建了一個可組合不同的內置和自定義場解算器的平臺，實現了快速的物理光學仿真和設計，并嵌入了光線追跡。這種多解算器的概念使跨平臺方法成為了可能，即可從外部訪問VirtualLab Fusion。在兩個例子中，我們演示了與Matlab和Python的交互。 通過這種方式，可以使用來自其他程序或編程語言的工具和算法來擴展模擬
