切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1485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
    943
    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 `PfC:L  
    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。 7 pV3#fQ  
    aL}_j#m{  
    初始宏文件可以评论区留言获取 Xo b##{P3  
    bql6Z1l  
    Sr IynO  
    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。 62) F  
    vr$ [  
    2.1设计要求
    G].Z| Z9  
    下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: %VCHM GP=  
    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。 -L@=j  
    SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: {1[8,Ho  
    初始宏文件可以评论区留言获取
    va\cE*,@ns  
    I6+5mv\  
    ,O(uuq  
    以上展示部分命令,这其中, kmwFw>#  
    OBG 的物是高斯光束. Wp $\>  
    DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. W;7cF8fu4  
    得到的初始结构如下:
    eo !{rs@f  
    r.[kD"l  
    这是最初的设计,效果并不是十分理想 ?~"RCZ[;.f  
    原因如下: ~7|z2L  
    1.光束被扩大了但是并不准直。 G6FknYj  
    2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 rnUe/HjH  
    优化
    x\WKsc  
    DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 =x> KA*O1  
    优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。 kq+L63fZ  
    改变高阶项
    xQ4Q'9  
    应该怎样确定改变哪个 G 变量? Pg7/g=Va  
    所有的一切只需要按几下按键.  输入 Q =Z-vTD+  
    HELP USS 3$_wAt4w  
    然后找到类型16。 6;Bqu5_Cj  
    mSs%gL]g  
    优化结果
    JdE=!~\8  
    U:H*b{`TU  
    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。 h8Gp>b  
    光通量
    S[Et!gj:  
    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 YC{od5a  
    *`[LsG]ZF  
    K=V)"v5o3  
    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? /}Max@.`  
    如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 PM{kiz^  
    打开 MMA对话框。 ]'{<O3:7  
    在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 Lq:Z='Kc  
    Object point (物体坐标)设定为 0, tlE+G@|^  
    光线网络 CREC 设置为网格 7, Xh5 z8  
    数字化输出, }0:=)e  
    绘制图表。 j:g/[_0s  
    u?!p[y6  
    Gmc0yRN  
    这是一个表面光栅的分布图。 ^vUdf.n9  
    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? Zi^&x6y^  
    yA~W|q(/V  
    Tw$lakw  
    在 PANT 文件中添加一个变量: rxO|k0x^C  
    VY 5 RAD Y`%:hvy~  
    然后再 AANT 文件加入一个新的像差: Q!c*2hI  
    M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 I_Q'+d  
    优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 Xcb\N  
    最后的优化宏文件可以评论区留言获取
    nCt:n}+C7  
    光通量
    光栅分布
    RX '( l  
    KdUmetx1  
    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。 RDZl@ps8  
    镜片表面高斯光强分析
    D+tn<\LF  
    现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. -Y D6  
    DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE ;L|%H/SH  
    {JMFCc[  
    N]gdS]pP2{  
    2%QY~Ku~  
    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。) +PjH2  
    它有着预期的高斯分布的形状。 K*>lq|i u  
    现在对表面 6也进行相同的操作。 bEbnZ<kz*  
    输入: bPWIf*3#  
    DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE Y<l{DmrsA  
    非常均匀水平的光强分布。 qm2  
    uk16  
    DMASK 图像
    'F1NBL   
    't]=ps  
    这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 VUk2pEGO.  
    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。
    本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
     
    分享到