Zemax在纳米颗粒表面等离激元计算中的应用：优化透镜设计与电子能量损失谱

本资源主要关注于使用Comsol软件计算Au纳米颗粒的表面等离激元电子能量损失谱，并涉及到透镜设计，特别是Zemax软件的应用。文章首先介绍了透镜设计的历史演变，以前是一项专业技能，现在随着商业设计软件的普及，成为光学工程教育的重要组成部分。课程以初级水平为基础，适合入门学习者，强调实际操作和理论相结合。 1.1章节中提到，透镜设计课程旨在教授几何光学基础知识，如光线轨迹、象差公式等，这些是通过Hecht和Zajac的《Optical》以及Jenkins和White的《Fundamentals of Optical》等教材介绍的。学生需掌握的基础技术包括入门技巧（如手工计算和薄透镜预设）、设计规则（如命令输入和优化）、和基本定律（理解设计规则并选择合适的起始点）。课程中涉及的关键参数有曲率、厚度、折射率、光瞳尺寸与位置，以及视场角等。 在Zemax软件的运用上，学生需掌握如何设置系统的参数，如有效焦距、F数、像的位置等，并解决各种光学问题，如一级象差（包括球差、轴向和横向色差）、二级象差（如最小弥散斑和彗差）、以及高级特性（如内部焦点、畸变、波前变化等）。图1.1和图1.2分别展示了不同的透镜设计实例，比较了相同图像尺寸但质量不同的透镜，帮助学生理解透镜设计的质量评估标准。 此外，课程还要求学生熟悉一些特定的数学概念，如代数、三角学、几何（包括平面几何和解析几何）以及一些基础的微积分知识。这些数学工具在透镜设计过程中至关重要，用于解释和优化光学性能。 对于计算Au纳米颗粒的表面等离激元电子能量损失谱，虽然这部分内容没有在提供的文本中详述，但可以推测，这可能涉及纳米光学的计算模拟，使用Comsol软件进行物理模型建立和数值求解，以研究纳米尺度下光与物质相互作用的现象。这需要对纳米物理学和相关的数值模拟方法有一定的了解。 综上，该资源的核心内容围绕透镜设计的理论与实践，以及如何在Zemax中实现透镜性能优化，同时提及了纳米光学领域的计算方法，为读者提供了从基础到高级的光学设计和技术应用指导。