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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-30
    复眼透镜匀光原理
    @'U4-x  
    C<7J5  
    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。
    #Gg^fm  
    2KzKNe(  
    gM= ~dBz  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 HmiwpI  
    @a3<fmJ  
    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。 O;zW'*c+  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING dZYS5_wr  
    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。 }Jtaq[y\r  
    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 odhgIl&u  
    ?IWLl  
    {6AJ>}3  
    透镜阵列注意事项   q6DhypB  
    Nyo6R9^  
    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。 h*KhH>\  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 Uex b>|  
    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。 {C6Yr9  
    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。 G.N3R  
    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。 Fb}9cpz{  
    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。 fklM Yu4:n  
      C[Fh^  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标: w5|"cD#8A  
    光源波长0.405微米 WFdS#XfV  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) 8~I>t9Q+  
    照亮区域直径为1.5mm eQeNlCG  
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) 1|]-F;b  
    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
    QJTC@o  
    对应镜头文件评论区留言获取
    z/T ZOFaM  
    dEL>Uly  
    qI"mW@G~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。  OkQSqL  
    f[v??^  
    加入指令 H9nq.<;p  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   JxWHrsh[  
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 yQW\0&a$  
    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    
    EHb:(|UA%8  
    DUtpd|  
    [|>.iH X  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: o4J K$%  
    对应宏文件评论区留言获取
    nxJhK T  
    *83+!DV|  
    Vz#cb5:g  
    在初始透镜单元后方设置一个焦距为10的积分透镜作为初始结构,可以看到对于单个透镜单元的准直效果。 W)"q9(T?%  
    =1,g#HS  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: ~9n@MPS^!  
    0<)8 ?ow  
    *rbH|o8  
    qzLRA.#f^  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 F0yh7MItV  
    对应宏文件评论区留言获取
    AD5tuY  
    _Nj;Ni2rD  
    J>'o,"D  
    优化宏: z~W@`'f  
    优化宏文件评论区留言获取
    " c]Mz&z  
    运行宏文件,查看整体效果: vZKo&jU k  
    对应宏文件评论区留言获取
    ooq>/OI0  
    V- v Vb  
    积分效果比较理想。 ;EJ6C#} >7  
    {L+?n*;CA  
    <)}*S  
    照明模式查看,运行一个宏命令,如下图,查看照明模式的结果: OO$<Wgh  
    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。 ^NCH)zK]v  
    AV'>  
    tQ/w\6{  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 wS5hXTb"  
    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。 dfrq8n]  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 GM%|mFqeu  
    [ 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 vxwctJ&