CODE V中幾種光束傳播工具對比（1）

能夠解釋光在整個光學系統(tǒng)中的波動特性的方法被稱為光束傳播法。CODE V有三種光束傳播工具，本篇就簡單介紹一下這三種傳播工具，以及它們的適用場景。

高斯光束追跡工具

高斯光束追跡工具（簡稱 BEA）可以用來追跡“慢”高斯光束穿過光學系統(tǒng)。BEA 使用傳播方程并計算每個表面的光束半徑、光束方向、波前曲率半徑、束腰位置以及束腰半徑。

適用場景：在你的光學系統(tǒng)中，當你想要確定在參考波長下計算未削波的高斯光束沿著主光線的束腰位置和束腰尺寸，可以使用 BEA 工具。它考慮了系統(tǒng)的像散和場曲，但是不包含其他像差。BEA 工具可以應用在任何系統(tǒng)中，無論這個系統(tǒng)是否對稱。對于一些狹窄、慢光系統(tǒng)來說，BEA 也是非常適用的。在這些系統(tǒng)中，幾何光學不能充分的預測光在在焦點處的位置和強度，并且在這類系統(tǒng)中，聚焦的光斑尺寸通�？梢耘c光束直徑相比擬，因此可以使用 BEA 來替代幾何光學進行仿真。比較典型的應用是分析激光掃描系統(tǒng)。

FFT 光束傳播工具 

FFT 光束傳播工具（簡稱 BPR）可以使用基于衍射的傳播工具結合幾何光線追跡來追跡穿過光學系統(tǒng)的光束，并且可以顯示特定表面的強度和/或相位信息。輸入光束可以使用干涉圖（INT）文件來指定光的強度或相位，也可以從工作表緩沖區(qū)讀取的復數(shù)數(shù)組，或者直接以高斯的場分布作為輸入光束。再或者，輸入光束可以定義為有像差或無像差的球面波波前，并使用 LDM 規(guī)格。

適用場景：BPR 工具用于分析光束穿過由光學元件、光闌和自由空間組成的系統(tǒng)。它基于衍射傳播技術并結合了幾何光線追跡。衍射效應在許多光學系統(tǒng)中都占有重要地位。對于某些透鏡，如物鏡，只要假定所有的衍射都發(fā)生在出瞳處就足夠了。這大大簡化了計算。對于其他系統(tǒng)，如激光系統(tǒng)和光學處理器，考慮系統(tǒng)內(nèi)部的衍射效應也是很重要的。對于無削波和無像差的高斯光束來說，使用標準的高斯光束傳播（BEA）足以描述光束的特性了。然而，當存在大量的削波時，或者存在像散以外的像差，或非高斯光束，BPR 是必要 的，可以充分的表征光束。它允許你在光學系統(tǒng)的任何表面上檢查光束的強度和相位。BPR 工具通常用于設計 f 值較大的激光系統(tǒng)，如激光打印機。對于近場衍射分析和振幅/相位在焦點附近被修改的系統(tǒng)，如使用光柵或相位板，BPR 也是很有用的。例如光盤播放器，其中光束集中在磁盤的相位變化，以及空間濾波的圖像處理應用，其中傅立葉變換平面被修改。精確的幾何光線追跡將光束傳送到所有的光學界面。因此，非球面、用戶自定義表面和其他非球面形狀的折射和反射表面都可以用光束傳播工具進行分析。這是 CODE V 的 FFT 波束傳播工具的主要技術優(yōu)勢之一。對于沒有指定基于衍射傳播的表面，仍然使用幾何光線進行追跡處理。