一种基于能量守恒定律的光学系统分析设计方法

摘要

本发明提供一种基于能量守恒定律的光学系统分析设计方法，属于光学设计领域，解决了现有光学设计软件中对光学薄膜的处理方式无法对添加光学薄膜的光学系统的成像质量做出合理预估，导致按设计加工所得光学系统无法与光学薄膜兼容的问题。该方法从能量调制的角度，以严格的电磁场理论为出发点，建立了等效工作界面，结合裸光学系统参数构建了添加光学薄膜后的等效光学系统，并对系统进行了评价分析。本发明克服了现有光学设计软件对光学薄膜处理的不足，将光学薄膜中复杂的物理光学过程等效为几何光学过程，较现有的光学软件节约了时间和成本。

主权项

一种基于能量守恒定律的光学系统分析设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在裸光学系统中优化设计光学薄膜；(2)根据光学薄膜和裸光学系统结构参数构建等效工作界面，构建过程如下：计算光学薄膜的反射率R，透射率T；设定T<<R，根据公式求得有效入射深度D’，式中，z为以薄膜表面为原点，垂直于薄膜表面向下的坐标，θ_i为入射角，n(θ_i)为光学薄膜材料介质折射率的实部，k(z,n(θ_i))为光学薄膜的消光系数分布；在光学薄膜表面与光学薄膜底面之间构建与光学薄膜具有相同能量调制作用的等效工作界面，所述的等效工作界面与光学薄膜表面的垂直距离为D’；(3)利用拟合算法求解能够表征等效工作界面且能被光学设计软件使用的系统参数，得到等效光学系统；(4)对等效光学系统进行像质评价。