求问各位大佬有没有懂光束质量测量的

天骄山仔

本人有一个课题是做光束质量测量不确定度评定的。本科学的不是光学，研究生安排的课题是做一个设备专用的光束质量测量不确定度评定软件。光学知识和设计方面的知识恶补中。

目前导师给的文档中有几个部分：
光束质量测量采取β因子作为测量结果；对于理想光斑， β=1， 根据文献[2]，这里取规范能量比为 86.5%；采用MATLAB仿真验证
1.根据光学品质pv值，RMS值仿真，Zernike多项式描述像差，傅里叶变换到远场，仿真得到光学品质带来的不确定度
2.探测器（如CCD）的诸多噪声带来的不确定度，根据文献[1]，可将背景光噪声、暗背景电平...CCD 相机的离散采样误差归纳出一个总误差
3.离焦对光束质量测量的误差分析，采用ZEMAX仿真的方式进行分析。86.5%还有一些其他文献列出的小影响因素，目前没有头绪暂不考虑



小弟目前有几个问题，因为调研了很久，可能也是因为基础知识欠缺，导致调研阅读了诸多文献，对思路都有讨论，但是涉及具体仿真，步骤代码，就一笔掠过。目前我还是没有实际的进展。
1.我知道Zernike多项式可以描述任意相差，但是PV,RMS 可以直接模拟吗，相关的zernike多项式用MATLAB仿真像差的代码或者书籍有没有大佬推荐呢
2.我看到Zernike多项式有一项表示离焦，可以用这一项直接仿真而不用ZEMAX吗（因为我的主要任务是整个系统的重构，所以不方便调用其他软件）
3.CCD 相机噪声方面的仿真如何进行，有没有推荐的书籍或者代码。


或者有没有大佬高屋建瓴，给出一些恶补知识的方向


目前关于MATLAB仿真，我有两本书，只能说能解决部分问题。。。

主编欧攀., 欧攀. 高等光学仿真: MATLAB版: 光波导, 激光[M]. 第Di 2 ban版. Bei jing: 北京航空航天大学出版社, 2014.

胡章芳[等]编著., 胡章芳. MATLAB仿真及其在光学课程中的应用[M]. 第Di 3 ban版. Beijing: 北京航空航天大学出版社, 2020.

  
  








        

[1]

贺元兴. 激光光束质量评价及测量方法研究[D]. 国防科学技术大学, 2012.[2] 刘泽金,陆启生,赵伊君.高能非稳腔激光器光束质量评价的探讨[J].中国激光,1998,25(3):193~196.

  
  

  

天骄山仔

目前和导师确定，重点分析像差，CCD，离焦问题
像差方面的zernike根据PV、RMS仿真实践目前还是没有头绪

yuanliyan

github上有不少仿真zernike 像差的matlab程序，自己可以去搜。离焦用zernike项模拟就可以，可以不用zemax。

红岸

这个是为了评价激光，不太适合用ZEMAX来模拟，随便找几本激光的书，都会讲到高斯光束的分布和传输特性的，以前模拟过做高斯光束的缩束。
具体到测量应用，用过可以测光束质量的光斑分析仪，这里又有很多门道，光斑的探测也有刀口法，狭缝法，CCD/CMOS这类的去探测，以及对探测到的数据进行拟合方式不同也会导致结果不一样。
这类厂商有很多，可以发邮件问一下做这类设备的厂商试试，比如索雷博就有这种，详情页面有简单介绍，想知道更详细的知识也可以电话或者邮件联系他们，还是很专业的，参考这个链接：https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=7728

天骄山仔

红岸 发表于 2022-12-2 09:42
这个是为了评价激光，不太适合用ZEMAX来模拟，随便找几本激光的书，都会讲到高斯光束的分布和传输特性的， ...

好的，感谢，我们是自制了光束质量的仪器，采用β而不是M^2评价。
我是来评价仪器测量结果不确定度的，也就是分析误差的。

楼上的老哥说github上有一些MATLAB的代码，我看了一些，感觉目前应该还是重点把MATLAB仿真理想光束，以及了解zernike仿真像差这块走通，这里的工作做完，然后做傅里叶变换，这样我仿真这块的硬骨头就完成一半了。

格格斯

天骄山仔 发表于 2022-12-2 14:08
好的，感谢，我们是自制了光束质量的仪器，采用β而不是M^2评价。
我是来评价仪器测量结果不确定度的，也 ...

您好，请问您提到的自制的光束质量仪器大概流程是怎么样的，如果可以的话我也想试试看自己做一个

protonzy

matlab仿真主要就是傅里叶光学吧。zenike多项式其实照着公式写就可以了。然后就是用matlab模拟光学傅里叶变换和角谱传播。基本就是加相差，二维傅里叶变换，传播，反变换这一套。