[发明专利]一种远场光场全矢量计算的方法

摘要

本发明涉及一种远场光场全矢量计算的方法，通过其他全矢量计算方法得到光学器件的近场分布后，通过全矢量积分的方式，得到光场远场任意点的分布。既保留了全矢量计算的精度，又兼具了衍射算法的速度和远场可计算性。计算结果比标量近似方法大为精确，不仅可以准确地计算出远场光场的强度，也可以精确计算远场光场的位相。同时，由于积分公式占用内存很小，且与远场距离无关，可以计算其他全矢量方法无法计算的远场，兼具快速高效的优点。可广泛应用于光学领域。

主权项

一种远场光场全矢量计算的方法，其特征在于，首先通过全矢量计算方法得到光学器件的某一近场平面Γ的近场光场分布；然后通过基于格林函数的全矢量积分方法得到远场任意一点P₀的光场分布，计算方法如下：$\stackrel{\→}{H}\left(\stackrel{\→}{r}\right)=-{\∫}_s\mathrm{i\ωG}\left(\stackrel{\→}{r,}{\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\stackrel{\→}{n}\×\stackrel{\→}{E}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)+\stackrel{\→}{n}\×\stackrel{\→}{H}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\×\▿G\left(\stackrel{\→}{r,}{\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)+\stackrel{\→}{n}\·\stackrel{\→}{H}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\▿G(\stackrel{\→}{r},{\stackrel{\→}{r}}^{\′})\mathrm{d\Γ}$$\stackrel{\→}{E}\left(\stackrel{\→}{r}\right)={\∫}_s\mathrm{i\ωG}\left(\stackrel{\→}{r,}{\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\stackrel{\→}{n}\×\stackrel{\→}{H}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)+\stackrel{\→}{n}\×\stackrel{\→}{E}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\×\▿G\left(\stackrel{\→}{r,}{\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)+\stackrel{\→}{n}\·\stackrel{\→}{E}\left({\stackrel{\→}{r}}^{\′}\right)\▿G(\stackrel{\→}{r},{\stackrel{\→}{r}}^{\′})\mathrm{d\Γ}.$