透镜设计入门：利用Zemax计算Au纳米颗粒的表面等离激元谱

"本资源主要介绍了如何使用COMSOL软件来计算Au纳米颗粒的表面等离激元电子能量损失谱。首先，章节1.1阐述了透镜设计的重要性，尤其是在现代科技背景下，随着商业设计软件和个人电脑的普及，透镜设计技术变得更为广泛且实用，成为光学教育和工程师评估的重要组成部分。课程以Zemax软件为核心，针对的是初级透镜设计，要求学生具备一定的几何光学基础，如代数、三角学和解析几何，以及基本的微积分知识。 在课程中，学生将学习三个基本技能：入门技巧（涉及手工计算和薄透镜预设）、规则技巧（如命令输入、优化设计和评价函数构建）以及设计基本定律的理解。这些技能包括了光线轨迹方程、象差公式应用（如一级、二级和三级效应的计算，如焦距、像质参数等）、透镜结构设计中的各种因素如球差、彗差和畸变等。例如，图1.1展示了入门技巧的概览，而图1.2则通过对比两个透镜系统展示如何根据同样的成像尺寸选择不同质量的透镜。 对于Au纳米颗粒的表面等离激元研究，计算电子能量损失谱是关键步骤，这可能涉及到电磁仿真和材料科学的知识，因为等离激元是金属纳米结构与光相互作用产生的现象，其能量损失与材料的性质和光的频率密切相关。COMSOL软件在此过程中扮演了重要的角色，允许用户模拟这种交互，并从数据中提取物理特性，如光子的能量转移和吸收特性。 总结来说，本资源涵盖了透镜设计的基础理论、Zemax软件的运用以及与纳米光学相关的计算技术，为学习者提供了从基础到实践的完整路径，旨在培养学生的光学设计能力和纳米科学研究能力。"