| 小火龙果 |
2024-07-17 15:55 |
SYNOPSYS 光学设计软件课程七十五:衍射透镜设计激光光束整形器
1.概述 IwGqf.!.> 衍射透镜也被称为光学衍射元件,或者 DOE 类似于菲涅尔透镜, 有很多的倾斜的区块, 唯一不同的是区块的高度是通过计算得到的,用来让光线的相位变化刚好是一个波长或者是相位的一个周期。 +cb6??H TW !&p"Us+ 初始宏文件可以评论区留言获取 v}WR+)uFQ [attachment=129419] E.1J2Ne a^ ,(v 所以它像一个具有不均匀间距的圆形衍射光栅.因为它以布拉格角衍射,所以它的衍射效率很高。 keRE==(D $ d?.2Kg
2.1设计要求 <dyewy*.L 下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: d1[ZHio2c? 将最细直径为0.35 mm的氦氖激光束扩展成变动范围在10%以内的直径为 10 mm 的均匀激光束。只使用两个元件, 每个的一侧都有一个 DOE。 ;Eu3[[V SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: ZiLj=bh 初始宏文件可以评论区留言获取 );-~j [attachment=129420] V I%
6.6D r1RG TEkD 以上展示部分命令,这其中, bLt.O(T} OBG 的物是高斯光束. %`Z!4L DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. G
"P4- 得到的初始结构如下: [attachment=129421] Fl(T\-Eu tHLrhH<w 这是最初的设计,效果并不是十分理想 YBh'EL}P 原因如下: V|\7')Qq 1.光束被扩大了但是并不准直。 CdL< *AH 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 1}~(Yj@f% 优化 F5S@I; DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 8QMPY[{ 优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。 EJ2yO@5O 改变高阶项 -*.-9B~u 应该怎样确定改变哪个 G 变量? arf8xqR-U] 所有的一切只需要按几下按键. 输入 $AHQmyg< HELP USS F2X0%te 然后找到类型16。 J4Dry< [attachment=129422] Y3Q9=u*5 优化结果 [attachment=129423] Y`?-VaY \6\<~UX^ 还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数,将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。 X.:]=,aGW 光通量 =hl }.p 透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6 NO :a; [attachment=129424] !>:?rSg* y+7PwBo%e 得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗? L@fY$Rw 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 ?,/U^rf^4 打开 MMA对话框。 3do)Vg4
在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 B5$kHM%p Object point (物体坐标)设定为 0, m^qBxA 光线网络 CREC 设置为网格 7, _o8?E&d 数字化输出, hJPlq0C 绘制图表。 m)oJFF [attachment=129425] Z@r.pRr'
K<>sOWZ'S 这是一个表面光栅的分布图。 i&n'N8D@ 边缘最大空间频率在在 100c/mm 左右。 这并不是很容易制造,能不能减小, 比如说到 50 c/mm? Dwzg/F( [attachment=129426] vhhC>
7 l}qE 46EL 在 PANT 文件中添加一个变量: "^Ybs'-
VY 5 RAD A@Dw<.&_I 然后再 AANT 文件加入一个新的像差: {26ONa#i M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 b5^OQH{v 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 V dn&c 最后的优化宏文件可以评论区留言获取 eY e, r 光通量 [attachment=129427] 光栅分布 [attachment=129428] x,'!eCKN N;[>,0&z 现在表面4上的边缘空间频率正好是 50 c/mm, 而且光通量均匀性就像原来一样的好。 &y#r;L<9 镜片表面高斯光强分析 =)7s $
p 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. I"`M@ % DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE M
%Qt|@O R=KQ iJ~Vl"|m Nr=d<Us9f 这个图显示了表面3上的高斯光束的强度分布, (在通过第二个DOE之前。) Km^&<3ch# 它有着预期的高斯分布的形状。 ,`aq+K 现在对表面 6也进行相同的操作。 e$pMsw'MJ 输入: [
I/<_AT# DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE }RP@!= 非常均匀水平的光强分布。 I&YSQK:b dc rSz4E|>
[attachment=129430] DMASK 图像 [attachment=129431] b3VS\[p n\Lb.}]1~ 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 `Ry]y"K 如果 DOE 是通过光蚀刻制成的,这是要被成像到衬底上的底模。
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