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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
    |Y}YhUI&  
    deYv&=SPl  
    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。
    AC <2.i_  
    :t`W&z41  
    I>nYI|o1  
    SYNOPSYS中的透镜阵列 V]J"v#!{  
    B6&[_cht  
    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。 bl>W i@GL  
    SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING dDl+  
    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。 rz&V.,s  
    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 5>%^"f  
    M/.M~/ ~  
    /dg?6XT/  
    透镜阵列注意事项   J/Y9X ,  
    ,m`&J?  
    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。 YC 4c-M  
    2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 ]8}2  
    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。 ,_(=w.F   
    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。 *LBF+L^C%  
    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。 QChWy`x  
    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。 6P >Y2xV:  
    W^^0Rh_  
    以下为设计的复眼透镜阵列指标: S[9b I&C  
    光源波长0.405微米 v7@"9Uw}  
    准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) l]&A5tz3  
    照亮区域直径为1.5mm z6M5 '$\y  
    假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) m[y~-n  
    透镜阵列为21*21
    假设单复眼的曲率半径为2,计算得透镜的厚度为6mm左右
    rMJ@oc  
    对应镜头文件评论区留言获取
     gh[q*%#  
    'q;MhnU+  
    'qiAmaX  
    透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 rU9")4sQ  
    um$U3'0e  
    加入指令 dkEbP*y Xg  
      1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   <`Fl Igo  
      2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 r0k :RJP  
    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    
    cu5}(  
    ']2d^'TH  
    *^]  
    运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: P]}:E+E<.I  
    对应宏文件评论区留言获取
    9:RV5Dt  
    kb~ s, @p  
    YY tVp_)  
    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。 bt1bTo  
    Em Ut/]  
    在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: E%E`\mFD  
    # {k$Fk  
    7ZAxhFC  
    -6_<]  
    运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化 /KnIU|;  
    对应宏文件评论区留言获取
    _G-6G=q  
    ;9)nG,P3  
    &,p6lbP  
    优化宏: 3C=QWw?  
    优化宏文件评论区留言获取
    V+>RF  
    运行宏文件,查看整体效果: 0# 1~'e  
    对应宏文件评论区留言获取
    {c?{M.R  
    zBTxM  
    积分效果比较理想。 h){#dU+&  
    ?S=y>b9R  
    X0ugnQ6  
    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: *j,noHUT~>  
    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。 h8.(Q`tli  
    U%1M?vT/  
    UjunIKX+  
    优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 ~a7@O^q 4  
    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。 QrSO%Rm1*  
    注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 jZ5ac=D&I  
    [ 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 (NnE\2