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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程八十:复眼匀光系统设计 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2024-07-30
    复眼透镜匀光原理
    2w7PwNb*32  
    i3SrsVSG  
    把原本可能不均匀的准直光斑经过小透镜分割之后,再由积分透镜叠加到照射面上。
    NDqvt$  
    `\pv^#5HV9  
    Dp8`O4YC  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 Cj +{%^#  
    /A4^l]H;+3  
    所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。 {,9^k'9  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING $;V?xZm[  
    SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 c1wP/?|.>  
    例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2  ARRAY  3  3  .1  .1 1Z$` }a  
    \ y^Ho1Fj  
    y$Y*%D^w  
    透镜阵列注意事项   Twi7g3}/jB  
    $ Ith8p~  
    1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径,以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入,程序将创建一个RAO矩形孔径,它将包括整个阵列。注意,这里的孔径适用于整个阵列,而不是个别的小镜头。 ^'Z?BK  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 $oo`]R_   
    3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心,以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置,这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列,请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 A><q-`bw  
    4. 为了正确显示阵列这个元件,另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片,那么这一边也必须被声明为阵列:该指定适用于单个表面,而不是元件,因此两边都必须被定义为阵列。 p-S&Wq  
    5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下,通常没有一个唯一的主光线,而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 4H]~]?F&  
    6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零,程序会用合理的默认值代替。 g,YJh(|#{  
    Dus [N< w  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标: U?[_ d  
    光源波长0.405微米 rZi\  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) )*CDufRFz  
    照亮区域直径为1.5mm Rt6(y #dF  
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) 6!;eJYj,  
    透镜阵列为21*21
    假设单复眼的曲率半径为2,计算得透镜的厚度为6mm左右
    N}/|B}  
    对应镜头文件评论区留言获取
    d'okXCG  
    lR8Lfa*/7  
    c?/R=/H  
    透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 d siQ~ [   
    :,f~cdq=  
    加入指令 ,SQ`, C _5  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   li +MnLt  
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 gd,3}@@SH  
    把表面1和2补充为21*21的阵列,并且调整物方参数,扩大孔径等等。
    对应镜头文件评论区留言获取    
    *%#Sa~iPo  
    {~y,.[Ga  
    Y48MCL  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: YR? ujN  
    对应宏文件评论区留言获取
    {: H&2iF  
    .:U`4 ->E  
    IHs^t/;Iv  
    在初始透镜单元后方设置一个焦距为10的积分透镜作为初始结构,可以看到对于单个透镜单元的准直效果。 tEbR/? ,GI  
    .m^L,;+2  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: er44s^$  
    c*~ /`lG  
    xaw)iC[gI{  
    hUo}n>Aa  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 u;/5@ADW  
    对应宏文件评论区留言获取
    tF&g3)D:NV  
    }NgevsV>;  
    9()d7Y#d/`  
    优化宏: v*[oe  
    优化宏文件评论区留言获取
    k7cM.<s!  
    运行宏文件,查看整体效果: i .GJO +K  
    对应宏文件评论区留言获取
    GX\6J]x=^2  
    |H%[tkW6c  
    积分效果比较理想。 Ui43&B  
    {Y7dE?!`7  
    &&s3>D^Ta  
    照明模式查看,运行一个宏命令,如下图,查看照明模式的结果: 9ZVzIv(   
    用一百万条光线追迹,探测器分辨率为100,最终积分结果的分布和均匀度都还可以。  d  H ;  
    t8:QK9|1  
    {n'+P3\T:  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 9[@K4&  
    用YA去控制每个复眼单元上下位置的光线聚集到固定的位置。 OciPd/6  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 Q8GI;`Rb  
    [ 此帖被小火龙果在2024-08-01 10:33重新编辑 ]
     
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    离线leehp
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-03
    有镜头吗 }c?W|#y`.o