| 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 wspZ Eu>C; 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。 M\ B A+ +W
x/zo 初始宏文件可以评论区留言获取 )u7y.o [attachment=129419] Z4b<$t[u *$0uAN 所以它像一个具有不均匀间距的圆形衍射光栅.因为它以布拉格角衍射,所以它的衍射效率很高。 UMuRB>ey >T'^&l(:
2.1设计要求 c!d>6:\ 下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: QI0d:7!W1 将最细直径为0.35 mm的氦氖激光束扩展成变动范围在10%以内的直径为 10 mm 的均匀激光束。只使用两个元件, 每个的一侧都有一个 DOE。 |W[BqQIf SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: lb{<}1YR0o 初始宏文件可以评论区留言获取 H<92tP4M [attachment=129420] {R5Q{]dK3 mQ*:?\@ 以上展示部分命令,这其中, o4^rE<vJ OBG 的物是高斯光束. FZ)_WaqGf DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. 7j8nDX< 得到的初始结构如下: [attachment=129421] &!x!j,nT eZ'J,; 这是最初的设计,效果并不是十分理想 ]2`PS<a2 原因如下: +]
s"* 'V$ 1.光束被扩大了但是并不准直。 +l+8Z:i< 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 vN=e1\ 优化 38ChS.( DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 yj13>"n h 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。 8+5z -vd 改变高阶项 z%Pbs[*C 应该怎样确定改变哪个 G 变量? sN]O]qYXJ 所有的一切只需要按几下按键. 输入 J5b>mTvb
HELP USS -!zyit5B 然后找到类型16。 }d?"i@[ [attachment=129422] +KGZk?% 优化结果 [attachment=129423] E2+x?Sc+ o&g-0!" 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。 wDJbax? 光通量 r\-Mj\$- 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 U{6i5;F#H [attachment=129424] )`<-
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;j|T#-. 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? d}#G~O+y3v 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 A2.[P== 打开 MMA对话框。 x =7hOI5u 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 -b'93_ZTu: Object point (物体坐标)设定为 0, A14} 光线网络 CREC 设置为网格 7, ~Y]*TP 数字化输出, sz4)xJgF( 绘制图表。 "N\>v#>C [attachment=129425] sz}YXR=m \i%h/Ao 这是一个表面光栅的分布图。 O{u^&V] 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? aMI\gCB/ [attachment=129426] C QO gR GW U,q
] 在 PANT 文件中添加一个变量: Twi:BI`. VY 5 RAD j<[+vrj 然后再 AANT 文件加入一个新的像差: }$E cNm$% M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 1xAZ0X# 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 aM/sD=} 最后的优化宏文件可以评论区留言获取 N4y$$.uv2 光通量 [attachment=129427] 光栅分布 [attachment=129428] "uK`!{ z@5t7e)!R 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。 iX
;E"ov] 镜片表面高斯光强分析 /4w"akB|P 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. pI*/-!I DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE @w:6m&KL9 0NKo)HT (5AgI7I, U)mg]o-VE 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。) cEzWIS?pp\ 它有着预期的高斯分布的形状。 cu&tdg^q 现在对表面 6也进行相同的操作。 2Hltgt, 输入: v}w=I}<x DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE {p#[.E8 非常均匀水平的光强分布。 }ti+tM* M`{x*qR
[attachment=129430] DMASK 图像 [attachment=129431] 1%W|>M` dfkmIO%9X 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 W
'54g$T 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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