利用Comsol软件计算Au纳米颗粒的表面等离激元谱与透镜设计基础

本资源聚焦于使用Comsol软件在折射率测定中计算金(Au)纳米颗粒的表面等离激元电子能量损失谱，同时探讨了透镜设计的基础概念，特别是Zemax软件在光学工程中的应用。首先，课程背景提到透镜设计的重要性，随着技术的发展，这项技术已经从专业人员的专利领域进入了普通光学工程教育，成为评价光学工程师能力的关键技能。课程定位为初级透镜设计入门，适合对几何光学有基础了解的学生，如Hecht和Zajac的《Optical》以及Jenkins和White的《Fundamentals of Optical》。 主要内容涵盖了透镜设计的基本要素，如曲率、厚度、折射率、光瞳尺寸和位置，以及视场角的使用。学生需要掌握三个核心技巧：入门计算（包括近轴光线轨迹方程、一级像差公式）、命令输入和优化设计规则，以及理解设计的基本定律，如有效焦距、F数、像的位置和大小等。通过Zemax软件，学生将实践这些理论知识，例如计算二级和三级像差（球差、弥散斑、彗差和象散）以及高级特性如内部焦点、场曲和畸变。 图1.1和图1.2展示了课程中的关键概念，如不同透镜的质量比较和透镜系统的设置。这两个图例强调了即使物距和焦距相同，通过精确的设计和软件模拟，可以显著提升透镜系统的性能和图像质量。此外，课程还涉及到了二次曲线常数、波前变化和斯托列尔比等高级光学参数，这些都是衡量透镜设计精度和效能的重要指标。 在具体应用中，Au纳米颗粒的表面等离激元研究可能与光学滤波器、传感器或纳米光学器件的设计相关，通过Comsol软件可以模拟这些粒子对光的交互作用，有助于理解材料的光学性质和潜在的应用潜力。本资源结合理论教学与实际软件操作，旨在提供一个全面的透镜设计和纳米光学分析的学习平台。