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小火龙果 2024-07-30 10:21

SYNOPSYS 光学设计软件课程八十:复眼匀光系统设计

复眼透镜匀光原理
Gc'H F"w  
v<) }T5~r  
把原本可能不均匀的准直光斑经过小透镜分割之后,再由积分透镜叠加到照射面上。
@sDd:> t  
[attachment=129771]
itP_Vxo/H  
Cfj*[i4  
SYNOPSYS中的透镜阵列 K!9=e7|P  
34U~7P r9  
所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。  84{<]y  
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 2Zm*f2$xM  
SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 NOx| #  
例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2  ARRAY  3  3  .1  .1 {p-%\nOC  
p|((r?{  
[attachment=129772]
'L,rJ =M3  
透镜阵列注意事项   2/~v  
1$|z%(  
1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径,以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入,程序将创建一个RAO矩形孔径,它将包括整个阵列。注意,这里的孔径适用于整个阵列,而不是个别的小镜头。 uODsXi{z  
2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 y`BLIEI  
3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心,以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置,这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列,请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 uPqPoI>N!  
4. 为了正确显示阵列这个元件,另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片,那么这一边也必须被声明为阵列:该指定适用于单个表面,而不是元件,因此两边都必须被定义为阵列。 \yy!?UlaI  
5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下,通常没有一个唯一的主光线,而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 )#Id 2b~  
6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零,程序会用合理的默认值代替。 My ^pQ]@  
@6gz)  p  
以下为设计的复眼透镜阵列指标: :!/}*B  
光源波长0.405微米 e nNn*.*|  
准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) c.~|)^OXXO  
照亮区域直径为1.5mm nuQ"\ G  
假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) v!x[1[  
透镜阵列为21*21
假设单复眼的曲率半径为2,计算得透镜的厚度为6mm左右
+Lyh F2  
对应镜头文件评论区留言获取
d0xV<{,-  
[attachment=129690]
kA3kh`l  
}'{(rU  
透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 WULj@ds\~  
[attachment=129691]
x:2_FoQ  
加入指令 cmI8Xf]"P-  
  1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   s?2;u p*D  
  2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 6Q`ce!~$  
把表面1和2补充为21*21的阵列,并且调整物方参数,扩大孔径等等。
对应镜头文件评论区留言获取    
U` U/|@6  
[attachment=129692]
mZ5UaSG  
vr;7p[~  
运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: -LY_7Kg  
对应宏文件评论区留言获取
9\;EX  
[attachment=129693]
LU]~d< i99  
ZTun{Dw{  
在初始透镜单元后方设置一个焦距为10的积分透镜作为初始结构,可以看到对于单个透镜单元的准直效果。 QXrK-&fju  
[attachment=129694]
[attachment=129695]
pif8/e  
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: XyIw5 9  
[attachment=129696]
qq/Cn4fN8  
[attachment=129689]
+VeLd+Q}  
<@yyx7  
运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化。 4[#.N 3Y4*  
对应宏文件评论区留言获取
2H /a&uo@n  
[attachment=129697]
uZ^i8;i  
k.0C*3'  
优化宏: |N g[^  
优化宏文件评论区留言获取
[attachment=129698]
[attachment=129699]
|EApKxaKD  
运行宏文件,查看整体效果: eyM3W}[S$/  
对应宏文件评论区留言获取
i|| YD-hkK  
E,X,RM~ +D  
积分效果比较理想。 ygPZkvZ  
[attachment=129700]
3ZVfZf  
}a`LOBne  
照明模式查看,运行一个宏命令,如下图,查看照明模式的结果: Yv;aQF"a  
用一百万条光线追迹,探测器分辨率为100,最终积分结果的分布和均匀度都还可以。  O~S}u  
[attachment=129701]
f]lDJ?+ M  
u>E+HxUJ  
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 Grqs*V &|g  
用YA去控制每个复眼单元上下位置的光线聚集到固定的位置。 @Q^;qMy  
注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 >!2'|y^  
leehp 2024-12-03 15:44
有镜头吗 '71btd1  
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