1.概述
+\`D1d@ 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。
KfU4#2} @#T*OH 初始宏文件可以评论区留言获取
$B6"fYiDk [<)/
c>Y 6]i"lqb 所以它像一个具有不均匀间距的圆形衍射光栅.因为它以布拉格角衍射,所以它的衍射效率很高。
_}X_^taTZS 't$(Ruw 2.1设计要求
{iP^51fy 下面是一个衍射透镜设计
激光光束整形器的指标:
Wgl7)Xk.) 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。
{emO=@CP SYNOPSYS 初始结构搜索
镜头文件和运行结果:
^A8'YTl 初始宏文件可以评论区留言获取
G>?hojvi qll) D6iHkDTg 以上展示部分命令,这其中,
S~\i"A)4 OBG 的物是高斯光束.
/znW$yh o DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE.
(+<SR5,/3 得到的初始结构如下:
7qB}Hvh i|X ;n 这是最初的设计,效果并不是十分理想
u>Z0ug6x 原因如下:
'`q&UPg] 1.光束被扩大了但是并不准直。
(F$V m 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。
.:tAZZ 优化
=J0X{Ovn4z DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。
^$):Xz 优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。
iH& Izv 改变高阶项
^l#Z*0@><~ 应该怎样确定改变哪个 G 变量?
QN_Zd@K*A 所有的一切只需要按几下按键. 输入
1FU(j*~: HELP USS
g{@q 然后找到类型16。
hKw4 [wB] \ajy%$;$} 优化结果
^Bw2y&nN BN&^$1F(( 还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数,将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。
#C1u~db 光通量
2f1WT g) 透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6
gc-yUH0I sE$!MQb .OM m"RtK 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?
f&glY`s# 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。
dxkq* 打开 MMA对话框。
ANEW^\ 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。
A-\OB
Nh Object point (物体坐标)设定为 0,
B&&:A4 光线网络 CREC 设置为网格 7,
Hu|;cbK 数字化输出,
DVxW2J 绘制图表。
^)Xl7d|m+ /
%}Xiqlrd S[rz=[7{ 这是一个表面光栅的分布图。
!T/^zc;G 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?
K1 M s <A +VS :T(3!}4 在 PANT 文件中添加一个变量:
1.YDIB|| VY 5 RAD
(]0JI1
d 然后再 AANT 文件加入一个新的像差:
'#REbY5ev M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4
m@)~.E 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。
4QODuyl2H 最后的优化宏文件可以评论区留言获取
!6hUTjhW7z 光通量
光栅分布
qc_c& hER]%)#r 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。
M<oIo036 镜片表面高斯光强分析
mt$0p|B8 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布.
4(>|f_$ DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE
6m_
fEkS[ Y.&nxT95= G9ku(2cq \<WRk4D 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。)
LIYj__4=| 它有着预期的高斯分布的形状。
!L4Vz7C 现在对表面 6也进行相同的操作。
m,KG}KX 输入:
Q@gmtAp DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE
.}Va~[0j 非常均匀水平的光强分布。
9frLYJz" [%'yHb~< v<
qN-zG e E:J
这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。
@&(0]kZ6 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。