切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 735阅读
    • 0回复

    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十五:衍射透镜设计激光光束整形器 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2176
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    1.概述 o}iqLe\  
    衍射透镜也被称为光学衍射元件,或者 DOE 类似于菲涅尔透镜, 有很多的倾斜的区块, 唯一不同的是区块的高度是通过计算得到的,用来让光线的相位变化刚好是一个波长或者是相位的一个周期。 ,;_D~7L  
    JW5SBt>  
    初始宏文件可以评论区留言获取 BhMHT :m  
    TF@HwF"#  
    V r0-/T  
    所以它像一个具有不均匀间距的圆形衍射光栅.因为它以布拉格角衍射,所以它的衍射效率很高。 4cO||OsMU  
    ? 77ye  
    2.1设计要求
    kP6P/F|RcZ  
    下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: ItoSORVV  
    将最细直径为0.35 mm的氦氖激光束扩展成变动范围在10%以内的直径为 10 mm 的均匀激光束。只使用两个元件, 每个的一侧都有一个 DOE。 JqDj)}fzX  
    SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: B1&H5gxgN  
    初始宏文件可以评论区留言获取
    [SW@"C!  
    c0H8FF3  
    &<u pjb  
    以上展示部分命令,这其中, iZ`1Dzxgk  
    OBG 的物是高斯光束. [|sKu#yW  
    DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. I:~L!%  
    得到的初始结构如下:
    J)l]<##  
    }/Wd9x  
    这是最初的设计,效果并不是十分理想 p,?8s%  
    原因如下: >e4  
    1.光束被扩大了但是并不准直。 n ^T_pqV?X  
    2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 KAg<s}gQJ  
    优化
    `;^%t  
    DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 YLlw:jN  
    优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。 ,{C(<1  
    改变高阶项
    aBM'ROQ  
    应该怎样确定改变哪个 G 变量? i*9l  
    所有的一切只需要按几下按键.  输入 Lp \%-s#5s  
    HELP USS S|A?z)I  
    然后找到类型16。 ]`D(/l'  
    n7vLw7  
    优化结果
    F:/R'0  
    'DQp  
    还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数,将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。 ?80@+y]  
    光通量
    >#@1 I  
    透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6 6'Sc=;;:  
    Ih}I`wY-  
    Ii?"`d+JA  
    得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗? `>fN? He  
    如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 ? OBe!NDf  
    打开 MMA对话框。 A a2*f[  
    在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 `d=$9Pi  
    Object point (物体坐标)设定为 0, xDBEs*  
    光线网络 CREC 设置为网格 7, P,"z  
    数字化输出, ufdC'2cp8  
    绘制图表。 ?ng?>!  
    N0c+V["s  
    B{ NKDkDH  
    这是一个表面光栅的分布图。 ay2 m!s Q  
    边缘最大空间频率在在 100c/mm 左右。 这并不是很容易制造,能不能减小, 比如说到 50 c/mm? {uO8VL5+Qx  
    SaEe7eHd  
    O.=~/!(  
    在 PANT 文件中添加一个变量: Gvt.m&_  
    VY 5 RAD tg~&kaz  
    然后再 AANT 文件加入一个新的像差: xZ@H{):  
    M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 vi6EI wZG  
    优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 A.vcE  
    最后的优化宏文件可以评论区留言获取
    1h\:Lj  
    光通量
    光栅分布
    RR:m <9l  
    uNnwz%w  
    现在表面4上的边缘空间频率正好是 50 c/mm, 而且光通量均匀性就像原来一样的好。 qH6DZ|  
    镜片表面高斯光强分析
    -8tWc]c |4  
    现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. asR6,k  
    DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE <Ebkb3_  
    4j!MjlG$  
    @Q x|!%  
    i^uC4S~  
    这个图显示了表面3上的高斯光束的强度分布, (在通过第二个DOE之前。) f? F i{m  
    它有着预期的高斯分布的形状。 o lNL|WJ`w  
    现在对表面 6也进行相同的操作。 >"F~%D<.  
    输入: G=3/PYp  
    DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE ~0fT*lp  
    非常均匀水平的光强分布。 *6Rl[eXS  
    >w9)c|  
    DMASK 图像
    C[r YVa .  
    z$-/yT"M  
    这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 7& k lX  
    如果 DOE 是通过光蚀刻制成的,这是要被成像到衬底上的底模。
     
    分享到