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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
    V485Yn!$(  
    B.#0kjA}  
    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。
    2Wtfx" .y  
    .`XA6e(8KR  
    cTp+M L  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 B,T.bgp\  
    $*R9LPpk+  
    所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。 ?VsZo6Z"  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 1| DI'e[X  
    SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 .*"IJD9  
    例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2  ARRAY  3  3  .1  .1 ! +7ve[z  
    W9~datIh>  
    ]du~V?N   
    透镜阵列注意事项   n0q(EQy1U  
    e>.xXg6Zn  
    1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径,以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入,程序将创建一个RAO矩形孔径,它将包括整个阵列。注意,这里的孔径适用于整个阵列,而不是个别的小镜头。 ta(x4fP_  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 + aF jtb  
    3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心,以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置,这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列,请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 'C<=bUM  
    4. 为了正确显示阵列这个元件,另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片,那么这一边也必须被声明为阵列:该指定适用于单个表面,而不是元件,因此两边都必须被定义为阵列。 *p^MAk9=  
    5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下,通常没有一个唯一的主光线,而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 }=FQKqtC  
    6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零,程序会用合理的默认值代替。 ?M2@[w8_  
    ,P+&-}gn9  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标: f?6=H^_>  
    光源波长0.405微米 tEj5WEnNE8  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) L6.R?4B   
    照亮区域直径为1.5mm {5h_$a!TaU  
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) w?q"%F;/  
    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
    <0m;|Ai'W  
    对应镜头文件评论区留言获取
    oL;/Qan  
    w=$_',5#Z  
    -(EqBr@_  
    透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 \Wk$>?+#@  
    FCPbp!q6  
    加入指令 9'M_tMm5  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000    M > <   
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 vI@8DWs  
    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    
    ->(B: Cz  
    Y'T#  
    5Fl|=G+3@g  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: y (A"g3^=  
    对应宏文件评论区留言获取
    r[~$  
    K0]Wb=v  
    BJ5#!I%h  
    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。 $B2@mC([S  
    ~cjvo?)&e;  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: vY6|V$  
    g2I@j3  
     a4yU[KK  
    i]v!o$7  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 ?0x;L/d])  
    对应宏文件评论区留言获取
    )r~Oj3TH  
    vh C"f*  
    BG"6jQh  
    优化宏: __M}50^  
    优化宏文件评论区留言获取
     e(^O8  
    运行宏文件,查看整体效果: nL? B  
    对应宏文件评论区留言获取
    >Vvc55z  
    :vjbuqN]  
    积分效果比较理想。 ;#due  
    1X5\VY>S`h  
    *K;~V  
    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: fCKcv |  
    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。 >&R|t_ypw  
    ]:;gk&P  
    QS_u<B  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 [o~w>,a  
    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。 -3fvO~  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 +vP1DXtj(  
    [ 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 (8I0%n}.Zo