开源的高斯光束变换软件GaussBeam

下载和界面

顾名思义，GaussianBeam是一款模拟高斯光束传输的开源软件，功能十分简单，下载地址：GaussianBeam，安装过程无坑点。

打开软件，界面如下，十分直观，图窗中的透镜可以左右拖动，光束的传播形态也随着透镜的变化而实时变化，一般会有一个随着透镜移动的黑色竖线，这个竖线即为透过这个透镜之后光束的束腰位置。

选中透镜，点击工具栏中的?即可删除对应的光学元件。

光学元件

首先，工具栏提供了打开、保存和另存为这些常见的工具按钮。右侧的?和?分别用于添加和删除光学元件，最右侧的wavelength即为示范光的波长，调整波长时，光束的颜色也会发生变化，当然到了红外或紫外之后，就只有红色和紫色了。

点击?，出现下拉菜单，列出了所有可以添加的光学元件，列表如下

选项	说明
Lens	透镜
Flat Mirror	平面镜
Curved Mirror	曲面镜
Flat Interface	平口
Curved Interface	曲面口
Dielectric slab	电介质板
Generic ABCD	ABCD矩阵

添加光学元件之后，其参数会出现在图像上方的那个表中，其表头含义如下

表头	说明	原件属性
Optics	光学元件类型	?
Position(mm)	绝对位置	?
Relative position(mm)	相对位置	?
Properties	器件参数	?
Waist	束腰半径
Waist Position(mm)	束腰位置
Rayleigh Range(mm)	瑞利距离
Divergence(mrad)	发散角
Sensitivity(%/mm^2)	功率密度
Name	原件名称	?
Lock	锁定方式	?

其中，标?是原件属性，剩下的几个则是透过当前器件后的光束性质。Lock三种锁定方式，默认none即不锁定；absolute即完全锁定，不可移动；剩下的则是和某个元器件的位置绑定。

由于并不提供光学器件的入瞳孔径，并且图像中也并不展示透镜的相对大小，所以有时会表现得比较诡异，即光束会从透镜的两侧飞出。

功能区

左侧提供了三组下拉框，Optic Bench即为绘图区的尺寸，不必多言。

Magic Waist是束腰优化工具，其功能是，给定一组输出的束腰参数，软件会调整现有的光学器件，以实现尽可能地束腰优化。其优化目标有两个，分别是束腰位置和束腰半径，并且提供了两种截止条件。勾选下方的Show targe beam之后，可以显示目标光束的外轮廓。

最下方Waist Fit是一个束腰计算工具，只需输入实际测量的光斑位置和尺寸，就可以拟合出光束的束腰位置和束腰半径。

总之，这个软件功能很简单，但挺实用的。