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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
    >t3%-Kc  
    fPa FL}&  
    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。
    i|y8n7c  
    VuPa '2  
    YN.rj-;^+  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 [f&ja[m q  
    0,E*9y}  
    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。 N'=8Dj  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING bK<'J=#1  
    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。 3g^_Fq'  
    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 H Y\-sl^  
    \Om.pOz  
    i4JqU\((]  
    透镜阵列注意事项   QI.{M$,m~  
    {D 9m// x  
    1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径,以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入,程序将创建一个RAO矩形孔径,它将包括整个阵列。注意,这里的孔径适用于整个阵列,而不是个别的小镜头。 o{37}if  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 w0q.cj@nd  
    3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心,以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置,这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列,请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 1#gveHm]-G  
    4. 为了正确显示阵列这个元件,另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片,那么这一边也必须被声明为阵列:该指定适用于单个表面,而不是元件,因此两边都必须被定义为阵列。 2dFC{US'  
    5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下,通常没有一个唯一的主光线,而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 ofC=S$wX  
    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。 iYEhrb  
    B_aLqB]U  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标: !Z 3iu  
    光源波长0.405微米 ! c4pFQB  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) 6X$]d^)h{  
    照亮区域直径为1.5mm U\*}}   
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) B>AmH%f/  
    透镜阵列为21*21
    假设单复眼的曲率半径为2,计算得透镜的厚度为6mm左右
    +Vl\lL -  
    对应镜头文件评论区留言获取
    jO&sS?  
    ]p:s5Q  
    9o@5:.b<j  
    透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 9nu!|reS  
    xKi: 2  
    加入指令 yM`J+tq  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   PJ5~,4H-4  
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 +fBbW::R^  
    把表面1和2补充为21*21的阵列,并且调整物方参数,扩大孔径等等。
    对应镜头文件评论区留言获取    
    ,9SBGxK5`  
    =aX;-  
    k?zw4S  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: (&H-v'a}3  
    对应宏文件评论区留言获取
    [K1RP.  
    V^sZXdDNL  
    Q`j!$r  
    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。 x|g>Zd/n  
    Ka%u#};  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: __dSEOGoe  
    5?9K%x'b  
    dT?/9JIv  
    b*i_'k}*<g  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 )z zZYs&|  
    对应宏文件评论区留言获取
    >NwS0j$j@  
    l.[S.@\=.  
    U.g7'`Z<  
    优化宏: }#]2u| G  
    优化宏文件评论区留言获取
    2l^hnog|  
    运行宏文件,查看整体效果: < Ih)h$8`  
    对应宏文件评论区留言获取
    6b`3AAGU"  
    ]06orBV  
    积分效果比较理想。 b9`vYnLk  
    *i3\`;^=  
    L+VqTt  
    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: zmaf@T  
    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。 WD.td  
    "V|&s/9  
    onqfmQ,3E  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 moz*=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。 }h{8i_R  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 >8%<ML  
    [ 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 &=ZVU\o: