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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
    v}1QH  
    |$Xl/)Oq  
    把原本可能不均匀的准直光斑经过小透镜分割之后,再由积分透镜叠加到照射面上。
    bn^{c  
    CjlKMbnBH  
    3pv4B:0  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 uT}' Y)m  
    Min ^>  
    所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。 9cf:pXMi  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING in~D  
    SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 2] zq#6ix  
    例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2  ARRAY  3  3  .1  .1 =R#Qx,  
    ep2k%?CX 1  
    1+9W+$=h2  
    透镜阵列注意事项   i'9vL:3  
    2^^`n1?'  
    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。 ~(Q)"s\1I  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 I_<I&{N>  
    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。 &;+ -?k|  
    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。  c|M6 <}  
    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。 Z?%zgqTXb  
    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。 h{AII  
    W7U2MqQ  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标:  ~ ip,Nl  
    光源波长0.405微米 fjU8gV  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) \De{9v  
    照亮区域直径为1.5mm nq6@6GRG  
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) 9\/xOwR  
    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
    b]x4o#t  
    对应镜头文件评论区留言获取
    /Y'Vh^9/T  
    i(iXD  
    u/M+u;  
    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。 So0f)`A  
    4WJ.^(  
    加入指令 rd9e \%A  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   XzIl`eH  
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 S,Xnzrz  
    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    
    "J4WzA%i  
    qNYN-f~@,  
    1XD,uoxB  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: -F<Wd/Xse  
    对应宏文件评论区留言获取
    3wC' r  
    .w0s%T,8}^  
    rNB_W.  
    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。 8P1=[i]  
    zxC#0@qX07  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: k~jP'aD  
    Cn "s` q  
    4scNSeW  
    >[_f3;P  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 \3pc"^W  
    对应宏文件评论区留言获取
    V+VkY3  
    wM2*#  
    0a}u;gt,4w  
    优化宏: eA#;AQm  
    优化宏文件评论区留言获取
    f' 3q(a<p  
    运行宏文件,查看整体效果: A1.7 O  
    对应宏文件评论区留言获取
    w-Da~[J  
    Q0&H#xgt  
    积分效果比较理想。 kic/*v\6@  
    J/[=p<I)  
    0l-Ef 1  
    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: 4:r!|PJn{G  
    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。 .=X}cJ]`[  
    Z yE `/J'  
    .6`9H 1  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 joiL{  
    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。 d` jjGEj  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 0@H|n^Md#  
    [ 此帖被小火龙果在2024-08-01 10:33重新编辑 ]
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-03
    有镜头吗 1:f9J