SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

sr sDnf  
;Pnz4Y4|eU  
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。 aYkm]w;C  
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：

|\*7J!Liv  
RLE
}aR
V)F  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file "+[
:\  
WA1 .6328               ! Single wavelength $e_A( |  
UNI MM               ! Lens is in millimeters b-@6w(j  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. lnEc5J@c>i  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . d/+sR@\  
2 RD -5 TH 2 GTB S "$;=8O5O  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog ` Cdk b5  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find Uz>5!_  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface iL)q':xz  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 s{2BG9s
 
&-470Z%/  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. '{@hBB+ D  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist 8G?'F${`  
XD<7d")I  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output.  2(YZTaY  
END                    ! End of lens input file.

$Ud-aRlD  
    CHG t7H2z}06=h  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 9qc1^F
s~  
    4 PIN 2 o 4L9Xb7=G  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 S&Q1Ky^  
    END )Mx[;IwE  
MGCwT@P  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 \5BI!<  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 f9cS^v_:  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 U\&kT/6vh  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 CeNpJ  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 p4\%*ovQt  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 {:$0j|zL1  
    VY 3 G 6 Wct +T,8  
    VY 3 G 10 Ro*$7j0!Hf  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 yb2*K+Kv  
    VY 4 G 6 VjS %!P  
    VY 4 G 10 h `d(?1  
    END @tdX=\[~  
jJg9M'@2!  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 7 6~x|6)  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 h6}oRz9=g  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 mHE4Es0  
    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 y%Ui)UMnw]  
    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。 E1_FK1*V;  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 ,-ZAI b*  
    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。 %;(+s7  
#\"8sY,j  
    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。 %@'9<i8o  
    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。 +^{;o0kcx  
    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。 w:I^iI.  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 yL^1s\<ddW  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 BP6;dF5E  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 l"p%]\tZ  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 KOv ar0  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 )zlksF  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 6C9KT;6  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 .Ej `!  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 g-U'{I5F  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 Nc F  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 G1 %c<1Y  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 Hq8<g$  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 V=Iau_  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 9-eYCg7C|  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 zNuiBLxDs  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 }P#%aE&-  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 us
\@n"  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 JXUnhjB,B  
    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 g3 6oEz~|  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 SE)_
5|k*  
    END T5)Xl'Q  
z{bMW^F  
    SNAP S&}7jRH1  
    SYNO 50

kX
zm  
    SYNOPSYS AI>OPD GBzC<e#  
J?)vsnD.H  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P fc._*y#AS  
54WM*FZ  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 okoD26tK  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS 6%H8Qv  
)|@b GEk  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 cR}}NF  
        COLOR NUMBER                          1 SJoQaR,)>  
v Q[{<|K  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR W:O<9ZbQ_  
              XEN            OPD (WAVES) T#6']D  
        ________________________________ ~f
I&F|  
        0.200             -0.000865       0.400 >&
TSz5Q  
        -6.675373E-05       0.600 fO[X<|9  
        0.000361 3H%R`ha
  
             0.800             -0.000651 pRx^O F(3  
             1.000             -0.000791

`!S5FE"-  
    STORE 9 7{RI`Er`  
    CHG @g9j+DcU  
    1 SIN .{k(4_Q?I  
    1 TH 0 Re5
m  
    CFIX KSIH1E  
    END aO.'(kk8  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE d8<Lk9H9R  
    GET 9

$5GvF1  
    ADEF 3 PLOT ADEF $Rv}L'L  
    4 PLOT