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龙图腾网获悉复旦大学申请的专利基于FD-BPM的柱坐标系下旋转对称光场建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120065513B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510020202.0，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权基于FD-BPM的柱坐标系下旋转对称光场建模方法是由全豪;陈宜方设计研发完成，并于2025-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于FD-BPM的柱坐标系下旋转对称光场建模方法在说明书摘要公布了：本发明属于光学计算与仿真技术领域，具体为基于FD‑BPM的柱坐标系下旋转对称光场建模方法。本发明以Matlab为平台进行光学元件的模型创建，包括设定光学元件的形貌、折射率以及入射光场的波长、振幅、波前。基于波束传播法以及带有边界条件的有限差分方法计算该旋转对称光学元件的近场光场与远场中任意位置的光场。该方法可以得到该光学元件调制的多种光学信息，包括远场和近场中任意位置的强度、相位信息，从而计算透过率、聚焦效率、焦深、焦斑大小等。本发明极大提高了光学仿真的精确度和计算效率，在大口径、短波长聚焦的光学元件设计和优化中能显著缩短研发周期，降低实验成本。

本发明授权基于FD-BPM的柱坐标系下旋转对称光场建模方法在权利要求书中公布了：1.一种柱坐标系下旋转对称光场建模方法，其特征在于，是基于有限差分FD与波束传播法BPM的，具体步骤如下： 1设定入射光场以及光学元件参数；其中： 所述入射光场参数包括波长λ、振幅、波形；所述入射光场作为初始波，用φ0r表示，r代表圆柱坐标系中沿径向的坐标，用于计算后续的近场和远场； 所述光学元件参数包括光学元件厚度t、半径R、焦距f、形貌函数，光学元件所用材料的复数折射率；所述的光学元件参数用于生成需要计算的光学元件模型，用于计算后续的近场、出射面光场φtr、远场、焦平面光场φfr； 2使用缓变振幅近似：Er,z＝φr,zexp-jn0kz，将柱坐标系下的亥姆霍兹方程： 改写为： 其中，j为虚数单位，k为波矢模长，n为光学器件材料的折射率，n0为光学器件浸没环境的折射率； 3设置沿光学元件径向、近场传播方向和远场传播方向的采样点数目: ri＝iΔr,zm＝mΔz,0≤i≤I,0≤m≤M 其中，Δr、Δz分别为最小采样的长度，I、M分别为径向和传播方向的最大取样点数； 4在已知φir的情况下，φi+1r由以下步骤推出： 4.1使用Crank-Nicholson方法，将2式写为： 其中： 表示在点iΔr,mΔz出的光场，系数分别为： 其中，α为材料对此波段的光的吸收系数； 4.2使用递推关系，认为： 其中，系数为： 其中， 递推公式的初始值为： 由此可推出 5计算具体过程为： 令3式中i＝0，则有： 考虑到光场的旋转对称性，有： φr,z＝φ-r,z 于是13式可写为： 结合4步骤中所列的系数，有： 6计算具体过程为： 应用透明边界条件： 其中： κp＝|κr|+iκim；187生成高精度光场模型，包括： 近场、远场的光场强度:Intensity＝E2； 相位分布: 透过率：即从光学元件出射的光强Intenout与入射光的光强Intenin的比值； 聚焦效率：即焦平面处的光场强度按半径分布求和除以入射光的光强； 焦深：即波长与数值孔径平方的比值； 焦斑大小：通过测量计算结果中焦斑的半高宽来表征。

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