SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

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I6S>*V  
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。 >F/E,U ]  
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：

8|\xU9VT  
RLE *$mb~k^R  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file =~dsIG  
WA1 .6328               ! Single wavelength ^{E_fQJX  
UNI MM               ! Lens is in millimeters vQDR;T"]  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. 90H/Txq  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . Y&i&H=U  
2 RD -5 TH 2 GTB S -W|~YK7e  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog $u)#-X;x  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find PK_2  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface ItAC
=/(d  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 4!?4Tc!X  
a3He-76  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated.  BfW@f  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist KkR.p,/  
H;FzWcm  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. oV~S4|9:  
END                    ! End of lens input file.

Jf@Xz7{z  
    CHG !~-@sq  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 !VvM  
    4 PIN 2 dmMr
Z1u2  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 M%Q_;\?]  
    END ` ^z l =  
$^#q0Yx  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 +^4HCyW  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 ]:4\rBR3  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 P;ZVv{mT  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 ]v$2JgF]@  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 O%Qz6R  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 ORfMp'uP=  
    VY 3 G 6 )Qo^Mz  
    VY 3 G 10 !Jaj2mS.N  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 ip*UujmNyR  
    VY 4 G 6 !nF.whq  
    VY 4 G 10 }&EdA;/o_  
    END 2]tW&y_i  
SFqq(K2u  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 :IozWPs*  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 S&'-wAEd  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 )fc+B
_  
    ASC                   ! Enable automatic slope control, so curves don’t get too steep. 启用自动坡度控制，因此曲线不会太陡峭 IXR%IggJA  
    LUL 100 1 1 A TOTL  ! Limit the paraxial total length to no more than 150 mm. 限制近轴总长度不超过150毫米。 z*N%kcw"  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 asYUb&Hz88  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB2 ! Assign a target of 5 mm to the marginal ray on surfaces 5, 6. 为表面5,6上的边缘射线分配5 mm的目标。 <I2~>x5db  
;]%Syrzp  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 1 0 LB1 ! Target the flux difference between the marginal ray point and the on!axis point to 0 on surface 6. 瞄准边缘射线点和on之间的通量差!在表面上轴线指向0。 1]7v3m  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .99 0 LB1     ! Target the flux at the 0.99 aperture point. 将光通量定位在0.99孔径点。 b.xG'  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .98 0 LB1     ! And so on, for a set of zones. 等等，对于一组区域进行设置。 {XLRrU!*  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 k,r}X:<6jz  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 2:6lr4{uY  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 e~$aJO@B.R  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 NF_[q(k'  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 &LhR0A  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 u4:6zU/{  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 .gw6W0\F  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 +3-f$/po  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 ~fz9PoC  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 <T$rvS  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 ->@iw!5xu  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 ^ }|$_  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 rmhL|! Y  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 8fQXif\z  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 )oMMDHw\  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 q&: t$tSS  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 nD{{/_"'  
    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 
-$(2Z[  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 B|-W  
    END y~rtYI  
V}q=!zz  
    SNAP ^FK-e;J  
    SYNO 50

gg :{Xf*`  
    SYNOPSYS AI>OPD ":01M},RA  
;)!);q+  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P DbH'Qs?z  
Hr=?_Un"  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 -KiI&Q  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS kC0^2./p  
lAPPng`  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 ZG_iF#  
        COLOR NUMBER                          1 pt9fOih[  
ROr| <  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR 0|`iop%(n  
              XEN            OPD (WAVES) .\|}5J9W  
        ________________________________ HmRmZ3~  
        0.200             -0.000865       0.400 M7\KiQd  
        -6.675373E-05       0.600 Rc`zt7hbJ  
        0.000361 $WZHkV  
             0.800             -0.000651 5OHF=wh  
             1.000             -0.000791

%CG=mTP  
    STORE 9 8\e8$
y3  
    CHG p(S {k]ZL@  
    1 SIN 3>buZ6vh  
    1 TH 0 )W3kBDD  
    CFIX k\lU Q\/O5  
    END \%]!/&>{6  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE QhmOO
-Z?  
    GET 9

%51HJB}C]  
    ADEF 3 PLOT ADEF 5*r5?ne  
    4 PLOT