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現代光機系統包含大量不同種類的光學元件，如折射透鏡、衍射透鏡、折衍混合透鏡、菲涅爾和漸變折射率透鏡以及衍射光學元件等，我們常用典型應用如透射/反射測量、顏色測量、熒光測量、輻射發光測量、吸光度測量、LIBS激光誘導擊穿光譜、Raman拉曼測量、高光譜、VCSEL、紫外吸收測量、DOAS氣體差分吸收測量等，一個完整光機應用系統，都需要進行光機設計，萊森光學（深圳）有限公司依據自己行業里10多年豐富解決方案經驗，用可以為用戶提供高質量的光學設計方案。

 一個有效的光學建模要求將所有這些類型的元件和光源放在一起進行高精度且快速的仿真模擬。在光學模擬與設計中包含了衍射、干涉、部分相干、像差、偏振等各種物理效應，從而能夠高精度的進行光學模擬與設計。光學設計需要具備復雜的光線追跡、幾何場追跡、場追跡模擬；幾何場追跡模擬則是通過使用幾何光學的方法來近似求解麥克斯韋方程組，從而能夠快速的完成各種復雜光學系統的模擬仿真，同時在模擬過程中包含了除衍射外的各種物理效應。經典場追跡模擬引擎與幾何場追跡模擬引擎的聯合使用，既能夠保證光學系統模擬和設計的精度，又能夠保證其速度，是物理光學和幾何光學的完美結合。最后，其傳統的光線追跡模擬引擎能夠快速的完成光學系統的性能評估。

 我們通過行業里多年的光學應用解決方案經驗，我們具備以下主要能力：

1.  幾何光學設計：成像鏡頭設計、成像質量分析、溫度環境分析、加工公差分析等

2.  物理光學設計：激光等光源系統及元件的設計分析、光學相干衍射特性分析、光源耦合等

3.  光機系統設計：光機一體化系統設計、光譜系統、多維掃描系統等

以下是一些典型光學設計分析介紹

1. 納米、微米和宏觀光學的統一建模

設計模擬激光光學，微光學系統，衍射光學，干涉，成像和照明系統。光學系統中可以包含折射、衍射、混合、菲涅爾和漸變折射率透鏡，擴散器

光分束器、光整形器、計算產生全息、相位板衍射光學元件以及自由表面曲面和微透鏡陣列。基于統一光學建模技術，可以使用從幾何光學到物理

學不同的傳輸模型進行光傳輸建模。而幾何場追跡與經典場追跡的聯合使用，可以快速并高精度的完成光學系統的模擬仿真和設計工作。

2. 衍射和微光學元件設計

       可以設計衍射光束分束器、擴散器和整形器。這些元件也被稱為衍射光學元件、計算機全息、相位板或者相息。衍射光束分束器允許將一束激光分成光束陣列。衍射擴散器能夠使確定的散射光線進入任意2D光圖案。擴散器和光束分束器可以用來轉換相干光和部分相干光源。衍射和折射光束整形可以將相干激光光束整成環形、矩形高帽、線型或者自定義2D強度分布。

3. 2D和3D光柵的嚴格分析和設計

       可以對2D和3D光柵進行嚴格的電磁場分析和設計，包含衍射光柵、全息光柵、布拉格光柵、表面光柵、光子晶體、衍射光束分束器偏光器、抗反射結構、衍射光學元件、光伏系統和光譜光柵。光柵的特征尺寸可以從納米到毫米量級。同時，光柵工具箱可以計算衍射效率、近場、偏振、反射、透射以及內部場。各種定制特性可以使用戶分析和優化用戶自定義結構的光柵。這些包括導入測量的高度輪廓以及使用公式描述一個高度輪廓的可編程高度輪廓或者折射率分布介質。

4. 靈活的激光諧振腔本征模分析

       可以分析穩態和非穩態激光諧振腔的本征模。分析包括了基膜、高階模和本征值的計算。依賴于經典場追跡技術，可以將從幾何光學到電磁場處理的各種光束傳輸方法最佳的組合起來。因此允許腔內包含微結構和DOE元件，模擬受激介質的折射率調制以及任意形狀的基膜。分析表面輪廓和介質以及自定義元件目錄為定義諧振腔提供了非常大的靈活性。公差模擬可以研究一個諧振腔的穩定性。

5. 光源的整形和均勻化

      利用經典場追跡進行光源系統的分析和設計。場追跡使用強調衍射光學和微結構整合的新概念，這給光源以及其它高發散輻射光源的整形和緊湊照明系統的設計提供了更大的靈敏性。

    現代光機系統包含大量不同種類的光學元件，如折射透鏡、衍射透鏡、折衍混合透鏡、菲涅爾和漸變折射率透鏡以及衍射光學元件等，我們常用典型應用如透射/反射測量、顏色測量、熒光測量、輻射發光測量、吸光度測量、LIBS激光誘導擊穿光譜、Raman拉曼測量、高光譜、VCSEL、紫外吸收測量、DOAS氣體差分吸收測量等，一個完整光機應用系統，都需要進行光機設計，萊森光學（深圳）有限公司依據自己行業里10多年豐富解決方案經驗，用可以為用戶提供高質量的光機設計定制化方案。

    光學測量：干涉儀、顯微鏡、單色儀、光譜儀

    通過高速物理光學，徹底的研究干涉儀，光譜儀和傳統式或結構照明式顯微鏡的成像質量與分辨率限制。

    1.   可利用光學軟件來建構、分析全像光柵分光儀 (Holographic Grating Spectrometer) ，設定出一個多波長的發光源，來進行一個范例的模擬及分析。

    2.   雜散光計算：利用 軟件來建構任何復雜的結構分析，并提供給詳細的分析結果，也可以精確地模擬出涂黑漆所產生的雜散光效應，看到雜散光形成及其路徑，還可以將雜散光的分析結果分類，導出所需的報表或圖形格式。

    3.   數組透鏡-光照度計算：可以用非序列追跡光線方式及相干光計算，可明顯的表示出 FRED 的分析結果，與實際系統是一致的。

    4.   干涉測量系統：相干光 (Coherent) 傳遞及干涉測量系統的模擬，可以用軟件分析出光的傳遞過程，分光 ( 分出參考光 ) 、以及分析一個相干光的干涉圖形，光源也可以設定為高斯光束分布、相干光、偏振特性，使光源更符合實際的激光。

成像系統：衍射透鏡、高級PSF/MTF、鬼像、光柵

     通過物理光學、幾何光學實現透鏡系統的建模。對包含鬼像和部分相干性的系統也可以提供可靠的PSF/MTF評估。系統中可以包含光柵，全息光學元件以及衍射透鏡。

     1. 透鏡系統鬼像分析：透鏡在實際應用時，所無法避免的現象 - 鬼像，可從透鏡設計軟件導入透鏡系統，依照需求設定多波長的光源，也可自行定義光線的序列近軸追跡方法，或是定義各透鏡表面的光學特性 ( 鍍膜/散射等 ) ，分析鬼像的不同光線路徑、鬼像的照度分析。

     2. 照明和非成像系統：以對光源反射罩或組合透鏡的面型進行優化，使得能夠在分析面上得到所需的照度分布，而且FRED可以生成照度分布圖，于直觀的了解。另外，還可以導入光源的光線文件，生成光線分布列表，快速建立自定義光源。

    激光系統：光束傳輸、掃描系統、FS脈沖建模、晶體建模

    物理光學可以有效的實現對激光光源、衍射、干涉、偏振和非線性效應的建模，同時可以使用任意感興趣的光束參數。復雜光源模型，包括激光、像散激光二極管、VCSELs、LEDs、部分相干光源、飛秒脈沖和X射線光源。

光束整形：折射光學、衍射光學、擴散器、微透鏡陣

    能夠使用自由表面、衍射光束分束器與圖案生成器，擴散器和常規陣列微光學元件（包括但不僅限于微透鏡陣列）實現光束整形。

    能夠對多通道波導成像系統進行非序列建模，并對VR/AR/MR等設備的波前差、能流和PSF/MTF進行評估。