SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

 ID,_0b  
C)EP;5k'!\  
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。 Q+9:]Bt  
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：

TPk?MeVy%W  
RLE ~o"=4q`>  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file ~U"m"zpLP  
WA1 .6328               ! Single wavelength Ue >]uZ|  
UNI MM               ! Lens is in millimeters 'kcR:5B  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. p8%qU>~+4  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . Y'iyfnk  
2 RD -5 TH 2 GTB S 6{1=3.CL  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog fPUr O  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find $">j~!'  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface A`f"<W-m  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 Jl`^`Yv  
S,AxrQc  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. "}*D,[C5e  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist *0!p_Hco  
C`g "Mk8  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. =N\; ?eF(  
END                    ! End of lens input file.

:!oJmvy  
    CHG )PP yJ@M  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 ~. vridH  
    4 PIN 2 BL16?&RK  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 a- rR`  
    END TsK!36cg  
+yWD>PY(  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 |di(hY|  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 D`a6D  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 NknS:r&2  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 3u/JcU-<  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 $e7%>*?m  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 .s*N1 U?h  
    VY 3 G 6 j}ob7O&U'w  
    VY 3 G 10 WK`o3ayH-  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 VGeTX 4h  
    VY 4 G 6 zY_J7,0g  
    VY 4 G 10 AF{uFna  
    END
jL\j$'KC  
Qq`S=:}~x  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 :kR>wX  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 =eU=\td^  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 u_^mN9h  
    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 \+R%KA/F  
    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。 .h=n [`RB  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 T(?w}i  
    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。 -K=.A*}  
9Q4{ cB  
    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。 FAdTm#tgW]  
    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。 l2St)`K8  
    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。 .t1:;H b  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 3)EJws!  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 }S uj=oFp  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 h$'6."I  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 TUnAsE/J&  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 ^Qx?)(@  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 O3o^%0  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 =\%
ER/  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 gD6S%O  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 ~-A"j\gi"  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 6v3l^~kc'  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 Z|n|gxe  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 /=p[k^A  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 &<e18L7a  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 Z8$BgP  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 >SDQ@63E?  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 w/*G!o-<  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 @\?ubF  
    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 D0jV}oz  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 u @Ze@N%  
    END $vu*# .w  
yk8b>.Y\A  
    SNAP ; R+>}6  
    SYNO 50

C~pas~  
    SYNOPSYS AI>OPD bIiuna\  
fG'~@'P~  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P cOV9g)7^O  
X+]>pA  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 wmGcXBHt$  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS */M`KPW  
e El)wZ,A  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 =\.*CY|;N  
        COLOR NUMBER                          1 0beP7}$  
X=#us7W}  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR |)!f".`  
              XEN            OPD (WAVES) N5*Qnb8  
        ________________________________ yIKpyyC9H  
        0.200             -0.000865       0.400 33DP?nI}  
        -6.675373E-05       0.600 -NJpql{Cb  
        0.000361 @KL&vm(F$  
             0.800             -0.000651 v%qOW)].  
             1.000             -0.000791

CImp
,k0  
    STORE 9 %FYhq:j  
    CHG b$DiDm  
    1 SIN o>8~rtl  
    1 TH 0 R0INpF';  
    CFIX ~QbHp|g  
    END [<53_2]~  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE 06]3+s{{  
    GET 9

`TJhH<z"%  
    ADEF 3 PLOT ADEF ] x)>q  
    4 PLOT