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矩孔衍射聚焦模型案例设计

简介

矩孔衍射聚焦模型作为光学领域的重要理论模型，主要用于探究光通过矩形孔径后的衍射及聚焦特性。在现代光学系统、激光加工设备以及成像技术中，光束穿过矩形开口或光阑的情况极为常见，而该模型能够精准分析此类场景下产生的衍射效应，为光学元件设计、光路优化及成像质量提升提供关键理论依据，对推动光学工程技术发展具有重要意义。

OAS 软件中的关键设置

模型构建

光源选用具有特定参数的光束光源，其束腰半径设定为 177.8mm，波长为 0.6328μm。在 OAS 光学软件中，首先创建一个 X 半轴长度为 152.4mm、Y 半轴长度为 63.5mm 且不参与光线追迹的矩形弧，该矩形弧将用于构建矩孔的边界；随后创建一个半孔径为 203.2mm 的矩形平面。

通过对矩形平面与矩形弧执行布尔运算，从矩形平面中去除矩形弧所占据的区域，从而在平面上形成符合设计要求的矩孔结构，为后续光线传播与衍射聚焦的仿真分析奠定基础。

参数设置

依据上述模型构建需求，准确输入光源的束腰半径和波长参数，确保光源特性符合实际模拟需求。针对创建的矩形弧和矩形平面，严格按照设定的尺寸参数进行绘制，并精确执行布尔运算操作，以生成精确的矩孔模型。

在光线追迹设置方面，合理配置光线的发射数量、采样方式等参数，保证光线追迹过程能够全面、准确地模拟光在矩孔衍射聚焦系统中的传播路径和行为。同时，根据研究目的和预期结果，对软件的显示和输出参数进行优化设置，以便于后续对仿真结果进行清晰、直观的观察与分析。

(矩孔衍射聚焦模型的光强分布图)

(矩孔衍射聚焦模型的光强分布图)

(坐标类型取对数，显示模式设置为表面的光强分布图)

总结

本案例借助 OAS 光学软件成功构建并仿真分析了矩孔衍射聚焦模型，验证了该软件在处理复杂光学问题方面的有效性和准确性。通过仿真结果，清晰展现了光在矩孔衍射聚焦系统中的传播特性和能量分布规律，为相关光学系统的设计与优化提供了可靠的参考依据。