SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

D:.1Be`Tv  
{Q/_I@m].  
在第11课中，我们设计了一个激光束整形器，以平整化小型HeNe激光器的高斯光束轮廓。 为了降低制造成本，我们尝试用球面的设计来达到这个目标，因为它比非球面更容易制造。 使用一个六片透镜设计，这似乎符合我们的规格。 也许这种设计可以进一步改进，但我们也必须要考虑六片球面镜是否比两片非球面镜更便宜。 如果不是，那么非球面设计看起来更具吸引力。 +sm9H"_0  
让我们使用和第11课中相同的双透镜结构开始，进行修改，以便我们只将光通量平坦化为1 / e ** 2点。 得到两倍的孔径似乎是不切实际的，需要需要再次优化。 下面是初始结构文件：

i"GCm`  
RLE !wr2OxK*  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file 3aERfIJyE  
WA1 .6328               ! Single wavelength h/xV;oj  
UNI MM               ! Lens is in millimeters Nu4PY@m]C  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. <E1ngG  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . T(q/$p&q  
2 RD -5 TH 2 GTB S =&x u"V  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog /=+Bc=<lZ  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find Yue#  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface cIB[D.  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 Y8@TY?  
)^[PW&=W|x  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. ~(Xzm  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist K
;P<c,9X/  
4fgYO]  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. 5"^Z7+6  
END                    ! End of lens input file.

%P HYJc  
    CHG 2e*"<>aeq  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 vi
~NfD@s  
    4 PIN 2 RDsBO4RG  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 )Nkf'&  
    END /A"UV\H`f  
rlP?Uh  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 zOsk'ZE&  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 "C'T>^qw*  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 SioP`*,}  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 `R@b`3*%v  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 -E,p[Sp  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 vq-#%o  
    VY 3 G 6 Z?j4WJy-[  
    VY 3 G 10 ,;k`N`#'  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 &N:`Rler  
    VY 4 G 6 {/}p"(
^  
    VY 4 G 10 iiD}2yb  
    END iJVm=0WS^  
P)rz%,VF+  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 <EM'|IR?  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 (c|Ry[$|  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 ^<w3i?KPW  
    ASC                   ! Enable automatic slope control, so curves don’t get too steep. 启用自动坡度控制，因此曲线不会太陡峭 r0j+P%  
    LUL 100 1 1 A TOTL  ! Limit the paraxial total length to no more than 150 mm. 限制近轴总长度不超过150毫米。 P-)`FB  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 tr-muhuK  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB2 ! Assign a target of 5 mm to the marginal ray on surfaces 5, 6. 为表面5,6上的边缘射线分配5 mm的目标。 ) ={ H  
C*&FApG  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 1 0 LB1 ! Target the flux difference between the marginal ray point and the on!axis point to 0 on surface 6. 瞄准边缘射线点和on之间的通量差!在表面上轴线指向0。 I_3{i`g  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .99 0 LB1     ! Target the flux at the 0.99 aperture point. 将光通量定位在0.99孔径点。 X].Igb)2  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .98 0 LB1     ! And so on, for a set of zones. 等等，对于一组区域进行设置。 SnFAv7_  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 Bl*.N9*  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 _ m<@ou7  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 1qd(3A41  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 E=L1q)  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 %W,V~kb  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 R/@n+tbe  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 WN3]xw3  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 n2;Vrs,<1&  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 %w#8t#[,6  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 ;k5B@z/<S  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 E0aJ~A(Hv  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 *4?%Y8;bF6  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 ,<O|Iis  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 2R>!Wj'G+o  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 *@zya9y9q  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 BfdS3VrZ
/  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 ZZJ<JdD  
    GSO 0 .01 10 P          ! Target the OPD of an SFAN of 10 rays to zero, with a weight of .01将10条光线的SFAN的OPD定为零，权重为.01 "d c- !  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 jV~+=(w)  
    END WdJJt2'  
<-O^ol,fX  
    SNAP S/
)yi  
    SYNO 50

h$$2(!G4  
    SYNOPSYS AI>OPD QM4O|x[   
S- JD}+9  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P !1[ZfTX^a  
LQXMGgp  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 9Z lfY1=  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS 0+6=ag%  
\CVrLn;}  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 :[!b";pR  
        COLOR NUMBER                          1 uow{a*qd6  
@ *n oma  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR Z^6qxZJ7  
              XEN            OPD (WAVES) $_Q]3"U  
        ________________________________ }
-T :  
        0.200             -0.000865       0.400 mae@L  
        -6.675373E-05       0.600 HL~DIC%  
        0.000361 IyoitIbLl  
             0.800             -0.000651 NQIbav^5  
             1.000             -0.000791

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    STORE 9 zCI.^^<?  
    CHG aqKrf(Rv  
    1 SIN y_{fc$_&  
    1 TH 0 Hl=M{)q@   
    CFIX O[15xH,  
    END ?v}S9z  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE 2}U:6w  
    GET 9

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    ADEF 3 PLOT ADEF 3.w &e0Es  
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