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7月22日，Ansys官方研討會『Speos 汽車照明太陽聚焦光學仿真分析』對汽車照明太陽聚焦光學進行仿真分析，感興趣的下滑預約學習??時間：7月22日（星期二），16：00-17：00內容簡介：汽車車燈對于行車安全至關重要，隨著汽車頭燈模組的廣泛應用，使頭燈更具科技和美觀的同時，太陽光通過透鏡聚焦在裝飾件上的灼燒問題同樣不可忽視。

在之前第15篇推送中，介紹了徑向偏振光和角向偏振光經過透鏡聚焦后的光場，當時是正好有文獻推導公式，但是倘若沒有現成的文獻推導呢？那就得自己慢慢在草稿紙上推導。實驗中最常用的光源是線偏振高斯光，所以后來我慢慢推導了線偏振高斯光經過透鏡聚焦后的光場，并用comsol仿真出來。這個聚焦光場的仿真其實難度還挺大的，并不easy。

車燈中的外透鏡、內透鏡等透明材料具有良好的透光性與一定的吸收特性， FloEFD軟件在仿真計算中能夠考慮透明件固體吸收的特性；蒙特卡羅計算模型能較好地解決吸收，聚焦等系列問題，用戶可根據精度要求設定離散條帶個數和跟蹤射線個數；這種方法在LED,鹵素燈輻射效果，透明件溫度精確預報，太陽輻射問題高效預報等方面都發揮了很大作用。

圖十 射出壓縮成型：產品本體之光彈條紋均勻(上)。實際射出產品光彈儀拍攝圖也顯示，澆口處殘留應力較為均勻，光學性質大幅改善(下)。結果在此案例中，透過Moldex3D仿真分析軟件進行產品驗證及射出壓縮參數優化，協助實驗團隊加速開發及驗證射出壓縮成型制程方案之可行性。透過驗證分析，車燈透鏡產品的成型質量獲得大幅改善，達到產品尺寸穩地。

基于矢量光束經透鏡聚焦的光場分布分析，在高數值孔徑系統中，矢量衍射光束聚焦場具有以下特征：（1） 聚焦光場具有顯著的偏振特性，要用矢量衍射理論進行分析計算；（2） 聚焦光場各偏振分量與入射光場偏振態相關，并且出現軸向偏振分量。經過高數值孔徑透鏡聚焦，光束的矢量偏振性質發生變化。

摘要 在光柵-透鏡光譜分裂設計中，平面透射光柵設置在平凸透鏡的入口處。入射太陽光譜的一部分在偏離透鏡法線15-30°處衍射。衍射光譜區域在離軸點處聚焦，而未衍射光譜在透鏡的光軸上聚焦。由于衍射波是平面的和離軸的，離軸焦點受像差影響，增加了系統損耗。場曲、色差和球差使用散焦和彎曲焦平面（用每個光伏接收器近似）來補償。通過修改在構造全息圖中使用的離軸波前來校正彗差。

雪上加霜的是，LED光源在車燈中開始大行其道。相比于傳統的鹵素燈，LED可以讓設計師實現很多原先根本不可能的設計，因此，更受用戶的歡迎；但是，它的一個巨大缺點是，通過配光鏡它僅僅向前輻射出去一小部分熱，多數的熱是通過熱沉傳導到燈體后部釋放出去的，因此，透鏡處的結霧狀況反而更加糟糕了。公開數據顯示，在LED車燈中，35%的用戶投訴集中在結霧問題上。

案例成型問題本次案例的產品為車燈透鏡，過去是使用玻璃材質，由于節能減碳、車輛輕量化趨勢，以及產能等因素，近來開始使用塑膠材質。車燈透鏡的肉厚，通常較一般塑膠產品厚，此案例最厚區域約20mm，塑膠材料為熱漲冷縮性質，在傳統射出成型過程當中，高溫熔融塑膠射入模穴內，經過冷卻收縮后，較厚區域會收縮較大。靠近澆口與遠離澆口區域，因壓力分布差異，而產生收縮差異，進而導致形變問題。

? 由于整體設置的第一部分不變，我們直接將計算所得的光分布放在雙合透鏡前作為起始點。? 為評價聚焦光斑，在目標焦平面處放置光束尺寸或光束參數探測器。 2. 光線追跡：預優化 ? 光線追跡仿真具有速度快的優點。? 因此，我們使用VirtualLab 中的光線追跡引擎進行第一步預優化。隨后，利用經典場追跡引擎對結果進行細化。 3.

如何將光聚焦到一個越來越小的光斑上，是光學領域中一直存在的問題，特別是最近，已發展出各種旨在深聚焦光的方法。研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。

用消球差透鏡對各種偏振光束進行深聚焦 如何將光聚焦到一個越來越小的光斑上，是光學領域中一直存在的問題，特別是最近，已發展出各種旨在深聚焦光的方法。研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。

?應用參數優化文件自動執行具有可變曲率半徑的迭代仿真，直至獲得最小的聚焦點。?由于整體設置的第一部分不變，我們直接將計算所得的光分布放在雙合透鏡前作為起始點。?為評價聚焦光斑，在目標焦平面處放置光束尺寸或光束參數探測器。 2.光線追跡：預優化 ?光線追跡仿真具有速度快的優點。

當光在這些尺寸只有數百納米的結構中發生衍射時，光束可以被聚焦、整形、重定向或分束。什么是衍射光學元件？通過衍射來控制光屬性的組件，被稱為衍射光學元件（DOE）。其中一些元件如今已經應用于光學領域，如衍射光柵，而其他新型元件被視為新一代光學透鏡（例如超表面和超透鏡）。DOE可精確控制光波的相位、偏振和強度，因此具有極高的應用價值。

在高功率激光應用中，一種常見的效果是通過熱致透鏡聚焦。 雖然這種影響通常是有害的，但它也可用于特定應用。 例如，在光鑷和粒子俘獲領域中，使用Ince-Gaussian模式，因為它們的光束輪廓即使在通過焦點傳播時也能保持。借助新推出的 Ince-Gaussian模式光源和非均勻介質組件，可以在 VirtualLab Fusion 中模擬此類應用。

柱透鏡可以進行非對稱聚焦：只改變光線在單一方向的傳播路徑，比如把發散的激光束 “壓成” 一條線，或把平行光聚焦成直線光斑；焦距從幾毫米到幾百毫米可定制，比如 70mm 焦距的平凸柱面鏡，是激光劃線、條碼掃描的常用款；常用材質為 N-BK7、石英、藍寶石等，可耐受高功率激光，適配不同波長（1064nm、532nm 等）。

消色差(achromatic)透鏡由具有不同色散能力的兩個透鏡組成，可將兩個不同波長的光聚焦到同一點，從而在一定波長范圍內達到消色差效果。

在高功率激光應用中，一種常見的效果是通過熱致透鏡聚焦。 雖然這種影響通常是有害的，但它也可用于特定應用。 例如，在光鑷和粒子俘獲領域中，使用Ince-Gaussian模式，因為它們的光束輪廓即使在通過焦點傳播時也能保持。借助新推出的 Ince-Gaussian模式光源和非均勻介質組件，可以在 VirtualLab Fusion 中模擬此類應用。

光束傳輸系統（BDS.0004 v1.0） 簡述案例 光源 - 像散光紅外激光二極管元件- 用于準直光束的折射透鏡系統- 生成貝塞爾光束的錐透鏡- 聚焦非球面透鏡探測器- 點列圖- 聚焦區域的1D和2D研究- 焦深（DOF）- 光束參數模擬/設計- 光線追跡：初始焦點位置探測- 場追跡

如何將光聚焦到一個越來越小的光斑上，是光學領域中一直存在的問題，特別是最近，已發展出各種旨在深聚焦光的方法。研究高數值孔徑條件下的光聚焦通常需要全矢量電磁仿真技術。我們使用VirtualLab Fusion軟件演示了不同偏振態(如徑向)和孔徑形狀(如環形)對聚焦區域電磁場的影響，這種分析既可以用理想透鏡，也可以用具有明確結構和材料信息的真實透鏡進行。

3、超透鏡像素單元的優化計算TiO2柱子單元的透射率、相位等情況，計算結果如下： 接下來，我們討論不同拓撲荷數的渦旋超透鏡的相位分布、超透鏡建模、聚焦性能、拓撲和數與設計的是否對應等等，具體如下表所示：不同拓撲荷數對應的超透鏡相位分布(從上往下表示的含義：拓撲荷數、渦旋相位、普通超透鏡橫截面相位、渦旋超透鏡相位，渦旋超透鏡FDTD建模、xz截面的聚焦情況、xy截面的光場分布