1.引言

高功率激光裝置輸出能量很高，所用光學元件表面的剩余反射不可避免，這些剩余反射光在元件參數設計不當的情況下，會在光路中的某些地方會聚形成鬼像，對光學元件造成破壞[1]。因此規(guī)避鬼像是高功率激光裝置設計的重要內容之一[2～4]。復雜光學系統(tǒng)的鬼像規(guī)避設計是一項煩瑣的工作，如在一個有340個反射表面的光學系統(tǒng)中，激光形成的1階鬼像點有5.7萬多個，2階和3階鬼像分別達到了一千多萬和2.7億多個[5]。準確得到所有這些鬼像點的位置分布和能量大小是完成鬼像規(guī)避設計工作的關鍵[6]

。在鬼像計算工作中，低階鬼像可以用矩陣法[7，8]完成，高階鬼像數量巨大，只能借助計算機的幫助來完成。在常見的光學設計軟件ZEMAX，ASAP和CODEV中，ASAP軟件在鬼像分析工作中的應用在文獻中已有報道[9]，ZEMAX具備對復雜光學系統(tǒng)進行鬼像分析的能力，但還未見它在這方面應用的相關報道。

ZEMAX和ASAP一樣，可在非序列模式下采集大量的近軸光線數據對光學系統(tǒng)進行雜散光分析，以列表的形式生成鬼像計算數據。這些自動生成的數據不僅數量龐雜，而且不能直接反映出鬼像點在光路中的具體分布，因此需要編寫輔助程序處理這些列表數據才能得到光學系統(tǒng)的具體鬼像分布圖。本文給出了用自編輔助程序配合ZEMAX來對復雜光學系統(tǒng)進行鬼像分析的方法。通過驗證說明利用ZEMAX也能輕松得到形象直觀，且準確可靠的鬼像分布圖。

2.鬼像分析的基本過程

利用ZAMAX的非序列模式對光學系統(tǒng)進行鬼像分析時，首先輸入光學系統(tǒng)結構并設置近軸線光源，包括各光學表面曲率半徑、折射率、線光源方向余弦等。其次設置光學表面反射率和追跡的光線最小相對能量，該操作決定了鬼像最大階數。最后開始追跡近軸光線，完成后將光線數據以BRANCH的形式保存到一個文本文件中。如在分析一個正負透鏡組的1，2階鬼像時，經過以上三步操作后用ZEMAX可得到圖1所示的鬼像計算數據列表和近軸光線分裂圖。

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