| 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 *6?mZ*GYY 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。 PuJ3#H
T VW\S>=O99 初始宏文件可以评论区留言获取 -Rpra0o.
C [attachment=129419]
LFax$CZc AIg4u(j 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。 dx@dnWRT, NA0nF8ek
2.1设计要求 8'*x88+ 下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: _^&
q,S 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。 gF,=rT1:>r SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: bny5e:= d 初始宏文件可以评论区留言获取 _Q1p_sdg [attachment=129420] 0#WN2f, <: -FJ3;fP& 以上展示部分命令,这其中, 94w)Yln OBG 的物是高斯光束. ^.6yzlY DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. ~LS</_N 得到的初始结构如下: [attachment=129421] C][$0 !i torSl 这是最初的设计,效果并不是十分理想 K) }1; 原因如下: O.+J%], 1.光束被扩大了但是并不准直。 dy_Uh)$$|g 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 'JOCL0FP 优化 Z{B
e DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 w x]?D%l 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。 E4% -*n 改变高阶项 D\THe-Vtr 应该怎样确定改变哪个 G 变量? 8_}t,BC 所有的一切只需要按几下按键. 输入 d3c.lD)L9 HELP USS SZW_V6\t> 然后找到类型16。 <mFDC?j [attachment=129422] J!l/.:`6 优化结果 [attachment=129423] ` Tap0V jkL=JAcf~ 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。 *<sc[..) 光通量 $rXCNew( 透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6 Es+I]o0K [attachment=129424] !CU-5bpu yn\c;Z 得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗? Sh(ys*y> 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 + Tp% * 打开 MMA对话框。 oE+P= 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 Q2 !GWz$ Object point (物体坐标)设定为 0, ;d}>8w&tfy 光线网络 CREC 设置为网格 7, FygNWI ' 数字化输出, Q#3}AO 绘制图表。 Z;G*wM" [attachment=129425] D\_nqx9O |J!mM<*K 这是一个表面光栅的分布图。 8r(awp 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? W^8 [attachment=129426] iHhdoY[] 7dY_b 在 PANT 文件中添加一个变量: i(|ug_^ VY 5 RAD x6,ozun 然后再 AANT 文件加入一个新的像差: 5@xR`g- M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 ]jD\4\M} 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 GM2}]9 最后的优化宏文件可以评论区留言获取 a_c(7bQ 光通量 [attachment=129427] 光栅分布 [attachment=129428] (e'8>Pv 8n5~K.;< 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。 B<I(t"s 镜片表面高斯光强分析 D;P=\i>9- 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. #HgNwM DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE q%x i>H.:{ 2L&c91=wE Z|C,HF+m. /[_aK0U3 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。) 82@^vX 它有着预期的高斯分布的形状。 ~Y`ys[Z m 现在对表面 6也进行相同的操作。 =Smd/'`_ 输入: {3 DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE N~flao^ 非常均匀水平的光强分布。 ?7NSp2aq2A
`vH|P
[attachment=129430] DMASK 图像 [attachment=129431] Pp }Z" _]*YSeh= 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 fJr
EDj4( 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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