报告摘要：现代光学系统包含了大量不同的光学元件，例如折射透镜、衍射透镜、混合透镜、菲涅尔透镜和渐变折射率透镜，还包括衍射光学元件，如：扩散器、光束整形器、衍射光束分束器、计算机全息图、相位板、光栅、自由表面元件和微透镜阵列。另外，系统中可能涉及到具有不同特性的光源，譬如不同的相干度、颜色和偏振性。目前还没有一种单一的算法可以实现对包含常规光学元件、微结构以及纳米结构元件的混合系统进行模拟。对于微结构、纳米结构的元件，光线追迹虽然很快，但是不够精确。一般来说，严格的麦克斯韦方程求解算法如有限元算法（FEM）可以模拟计算所有的元件，但是涉及到整个系统的模拟计算时，就会对计算机性能提出过高的要求（即使考虑到计算机技术的最新发展）。除了计算机技术限制外，在传播中只利用麦克斯韦方程求解来模拟传播也是不合理的，例如：一束激光在通过透镜时就不宜采用麦克斯韦方程来求解。对于系统的不同元件选择合适的模拟技术可以更加高效和准确地进行系统分析，例如：一束激光经过透镜时用几何光学方法模拟；在焦点处用瑞利索墨非积分来模拟；聚焦过程中在一些微结构处散射效应可以用有限元法来模拟。在现代光学里，我们会遇到许多上述情形。在所有这些情形里，需要有一个关于多样化的建模技术的平滑组合，这就要求有一个统一起来的光学模拟方法，场追迹正是用来应对这一挑战的。本报告将介绍场追迹技术及其在光学系统模拟中的强大功能。

专家介绍：Frank Wyrowski教授是现代光学系统建模和应用开发的先驱。1988 年获得德国埃森大学应用物理博士学位。1992 年，获得埃森大学Dr. Habil。后就职于荷兰埃因霍温飞利浦公司，从事激光材料加工，侧重于衍射光学的应用。1994 年，担任柏林光学研究所全息及衍射光学主任。1996 年，被任命为德国耶拿大学技术物理教授。1999 年，成立LightTrans 公司，在光学建模和设计上开创性地引入了场追迹的概念，并与耶拿大学和LightTrans公司团队一起始终致力于场追迹平台VirtualLab的研发。Wyrowski 教授发表论文100 余篇，涉及衍射光学、全息学、信息处理、半色调以及光学建模与设计。任Diffractive Optics for Industrial and Commercial Applications 一书主编 (与 J. Turunen合作)。2004 年，被吸纳为国际光学工程学会会员(SPIE Fellow)，2003-2005 期间担任该学会理事会理事，时任《Journal of Modern Optics》主编。2013 年，受聘成为中国科学院特聘研究员以及哈尔滨工业大学客座教授。