zhangyifan 发表于 2024-2-27 11:10:45

Shack Hartmann传感器的模拟

摘要




对于电磁场的全面表征,不仅是能量密度的信息,而且是相位的信息都具有关键价值。虽然在模拟中我们可以直接从数字数据中计算出这些信息,但在真实的实验室中,则需要更复杂的方法。测量这种信息的常见工具是Shack Hartmann传感器,它使用微透镜阵列(MLA),通过焦平面上相应光点的位移来重建一个入射场的波前。为了研究这类设备,我们演示了Shack Hartmann传感器的模拟,以不同的波前作为输入。

任务描述




a) 平面波
- 波长640nm
- 与原点的距离无限大
- 2毫米×2毫米直径(长方形)
b) 倾斜的平面波
- 波长640nm
- 2.5°倾斜
- 2毫米×2毫米直径(长方形)
c) 弱球面波
- 波长640nm
- 与原点的距离为100毫米
- 2毫米×2毫米直径(长方形)
d) 强球面波
- 波长640nm
- 与原点的距离为40毫米
- 2毫米×2毫米直径(长方形)
微透镜阵列
- 材料:N-BK7
- 凸面-凸面
- 曲率半径:5毫米
- 200 μm × 200 μm 透镜尺寸(长方形)
- 5×5个微透镜
探测器
- 输入场的波前
- 理想平面波聚焦面的电磁场的能量密度

系统构件 - 组件




微透镜阵列组件允许轻松定义任意形状的微透镜阵列。材料和尺寸通过 Solid选项卡定义,而微透镜的表面形状则使用堆栈概念进行配置,并可通过单独的Surface Add-Ons选项卡访问。
该组件可以通过整个结构或单个微透镜进行模拟。



系统构件 – 探测器




Camera Detector能够计算出系统中任何一点的电磁场的能量密度。Electromagnetic Field Detector计算出纯的、复值的场数据。如果用户希望看到这些信息,它还可以计算和提取所述场的波前。




总结 - 组件...








仿真结果

光线和场模拟的第一印象




MLA前的波前



平面波
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