SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

Cr4shdN34  
?qw&H /R  
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。 27E6S)zv  
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：

bI@+Or  
RLE vf~q%+UqK  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file 8:L%-  
WA1 .6328               ! Single wavelength ZHICpL  
UNI MM               ! Lens is in millimeters v.cB3/$z  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. 8S@ ~^D  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . wv ,F>5P  
2 RD -5 TH 2 GTB S  ~ceGx  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog QXq~e  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find ^gH.5L0]gH  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface \?GUGs  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 sryujb.,  
K,|Gtaa~  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. 0FjSa\ZH  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist 1<<`T%&  
0d`s(b54;O  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. {NKDmeg:D  
END                    ! End of lens input file.

}N2T/U  
    CHG Kdx?s;i  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 KTBsH;6  
    4 PIN 2 @XDU!<N  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 sTeL4g|%{  
    END g}$]K!F  
= Yh>5A  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 K^A\S  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 _ 97F  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 T9RR. ng  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 qK.8^{b  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 H:,rNaz7D^  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 !(uyqplTk  
    VY 3 G 6 V2i*PK X  
    VY 3 G 10 ?%;7k'0"  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 yFl@z  
    VY 4 G 6 Rc0OEs%7P  
    VY 4 G 10 HR\yJt  
    END o`M7:8G  
8.{5c6G  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 >Ah [uM  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 <3O>  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 1W$@ V!  
    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 -zN*2T  
    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。 a&.8*|w3  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 ,D+pGxbr   
    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。 ;[ pyKh  
UXDd
8OJL  
    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。 'r(}7>~fC  
    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。 zK k;&y|{  
    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。 db@i*Bf  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 (/v(.t  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 Cbx/  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 u~bk~3.I  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 J6n@|L!yO  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 ,l&Dt,  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 qg'RD]a>R  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 jC@$
D*"J  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 eqZ V/a  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 A%k@75V@  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 8JJqEkQ  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 CS:j->  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 Wf-i)oc4I  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 i`FevAx;[m  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 t}c ymX
~  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 {tOu+zy  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 V~+Oil6sa  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 eL0U5>#  
    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 J)x-Yhe  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 SBzJQt@Hs  
    END ltwX-
  
-,uTAk0+@  
    SNAP O B_g:T  
    SYNO 50

$.a<b^.Xi  
    SYNOPSYS AI>OPD }JeG
jpAcV  
4&r[`gL  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P ^vn8s~
#  
6y)TXp  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 Pv17wUB  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS ?T3zA2  
"T=Z/@Vy  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 P(l$5x]g,  
        COLOR NUMBER                          1 ^HgQ"dD <  
` .|JTm[  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR j1Fy'os"!  
              XEN            OPD (WAVES) r{!]` '8  
        ________________________________ )e
d5~ok  
        0.200             -0.000865       0.400 ?3D|{  
        -6.675373E-05       0.600  0w>V![  
        0.000361 NoTEbFrV  
             0.800             -0.000651 wN>k&J  
             1.000             -0.000791

V(I!HT5.W  
    STORE 9 5%BexIk  
    CHG IFcxyp  
    1 SIN /2N'
SOX  
    1 TH 0 VkTdpeBV  
    CFIX mk(O..)2  
    END |5oK04<  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE x' >Nz{B,P  
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    ADEF 3 PLOT ADEF  J@sH(S  
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