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傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式對(duì)於人眼而言，存在一個(gè)虛擬的“遠(yuǎn)點(diǎn)”，這個(gè)點(diǎn)代表了我們可以清楚看到物體的極限距離。在這個(gè)點(diǎn)之外的景物，將會(huì)成像於視網(wǎng)膜前方。當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)遠(yuǎn)點(diǎn)的距離不會(huì)改變，因此會(huì)以這個(gè)距離為半徑形成一個(gè)“遠(yuǎn)點(diǎn)球”。此外，遠(yuǎn)點(diǎn)會(huì)是視網(wǎng)膜的光學(xué)共軛，因此眼鏡鏡片的功能就是把偏離的影像修正到遠(yuǎn)點(diǎn)球上。人眼的瞳孔在此系統(tǒng)中充當(dāng)光圈的角色，且當(dāng)視線移動(dòng)時(shí)，瞳孔將同步的以眼球?yàn)橹行霓D(zhuǎn)動(dòng)。

通常，可以透過求解近軸波動(dòng)方程來找到雷射的輸出。該方程最廣為人知的解法是理想的單模高斯光束的解法。存在依賴於給定係統(tǒng)對(duì)稱性的其他正交解集。1 它們可用於對(duì)高階光束模式進(jìn)行建模。在這篇Blog中，我們描述了 OpticStudio 中可用於表徵高階雷射光束的模型。定義後，此類光束可以在 OpticStudio 中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計(jì)的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。

繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

在此示例中，我們將使用840 nm中心波長(zhǎng)，60 nm FWHM光源，該光源透過以下方式在空氣中提供5μm的軸向分辨率：這些光譜特性來自Superlum市售的超發(fā)光二極管，它具有生物成像的共同波長(zhǎng)和足夠高的分辨率的帶寬。 我們將忽略準(zhǔn)直光學(xué)，而是從入射光束進(jìn)入干涉儀開始。

波前的計(jì)算當(dāng)我們說波前時(shí)，事實(shí)上通常是指波前 “差”，或是光程差，指的是同一件事。OpticStudio預(yù)設(shè)使用出瞳作為波前差的計(jì)算參考。因此，當(dāng)我們要計(jì)算一條光線的OPD時(shí)，此光線會(huì)從物面出發(fā)後一路追跡穿過光學(xué)系統(tǒng)，最終到達(dá)像面後，在循原方向後退追跡到 “參考球面”。此參考球面的球心是主光線與像面的交點(diǎn)，半徑是主光線與像面交點(diǎn)到主光線與出瞳面的焦點(diǎn)。

同時(shí)，我們可以利用Ex和Ey表示入射光的偏振態(tài)。另一方面，如果光束以任意的{l, m, n}向量入射，OpticaStudio會(huì)自動(dòng)調(diào)整Ez 或 {Ex, Ey}，來達(dá)到k ? E = 0 且E的振幅不會(huì)增加的目標(biāo)。但這樣的調(diào)整可能會(huì)使E的振幅變小，最後導(dǎo)致穿透光能量的損耗。