zemax自聚焦透镜设计

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1、武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书目录摘要IAbstractII绪论11自聚焦透镜简介21.1自聚焦透镜21.2自聚焦透镜的特点21.3自聚焦透镜的主要参数32自聚焦透镜的应用42.1聚焦和准直42.2光耦合52.3单透镜成像62.4自聚焦透镜阵列成像63球面自聚焦透镜设计仿真73.1确定透镜模型73.2设置波长73.3数值孔径设定83.4自聚焦透镜光路84优化参数94.1光线相差分析94.2聚焦光斑分析104.33D模型10结束语11致谢12参考文献1314武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书摘要本文主要说明应

2、用梯度折射率对光传播的影响分析设计自聚焦透镜（GRINlens），自聚焦透镜主要应用于光纤传输系统中。自聚焦透镜同普通透镜的区别在于，自聚焦透镜材料能够使沿轴向传输的光产生折射，并使折射率的分布沿径向逐渐减小，从而实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。利用此特性，G-lens在光纤传输系统中是构成准直、耦合、成像系统的主要部分。而它结构简单，体积小的特点更适用于小型光学器材中，例如窥镜系统。关键词：梯度折射率，自聚焦，光耦合，准直14武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书AbstractThisarticlemainsh

3、owingtheimpactanalysisdesignstheself-focusinglensusingthegradientrefractiveindextothelightemission(GRINlens),theself-focusinglensmainlyapplyintheopticalfibertransmissionsystem.Theself-focusinglenslieinwiththeordinarylens'difference,theself-focusinglensmaterialcanc

4、ausealongtheaxialtransmissionlighttohavetherefraction,andcausestherefractiveindexthedistributiontoreducegraduallyalongtheradialdirection,thusrealizestheexitraybysmoothandthecontinualgatheringtoaspot.Usingthischaracteristic,G-lensintheopticalfibertransmissionsystem

5、istheconstitutioncollimation,thecoupling,imagingsystem'smainpart.Butitsstructureissimple,thevolumesmallcharacteristicissuitableinthesmallopticsequipment,forexamplelookingglasssystem.Keywords:Gradientindex,GRINlens,Lightcoupling,Collimation14武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书绪论自

6、聚焦透镜体积小，重量轻，具有准直和聚焦作用，且耦合效率高。由双透镜组成的准直聚焦耦合系统中可以有较大间隙以插入滤波片、衰减片等来构成多种体积小、结构紧凑的无源器件，所以在光纤通信系统中得到越来越多的应用。由于这种GRIN棒内部的折射率变化可以调节，当它用于复杂的光学系统时，可以减少系统中光学元件的数量,在某些场合可以代替非球面光学元件。此外这种光学元件的几何形状简单,容易进行光学加工,且使用这种光学元件的系统具有结构紧凑、性能稳定、成本低廉等优点。因此GRIN棒透镜已经被越来越多地应用于光学系统，尤其是在光纤通信领域中。其

7、中自聚焦透镜用于光纤之间的连接、隔离、定向耦合，波分复用、解复用器件以及光开关等显示出独特的优势。ZEMAX是美国FocusSoftwareInc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。　　ZEMAX是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。ZEMAX不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能

8、强大、灵活、快速、容易使用等优点。14武汉理工大学《光电子应用》课程设计说明书1自聚焦透镜简介1.1自聚焦透镜渐变折射率材料有径向渐变和轴向渐变折射率材料，自聚焦透镜是使用径向渐变折射率材料制成的透镜，其折射率分布式沿径向渐变的柱状光学透镜。具有准直、聚焦和成像功能[1]。随着人们对于信息需求量的日益增