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 =4YbVA+(
p*A^0DN'Fn
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。 Q3 K;kS
[attachment=129771] 113Z@ F
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SYNOPSYS中的透镜阵列 *O2^{ C
trID#DT~
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。 U'J P1\
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 8Uj68Jl?
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。 X7'h@>R
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 QT7w::ht
MsN2A6|33
[attachment=129772] MAsWds`bpB
透镜阵列注意事项 HV]~=Bw2I
7AZ5%o
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。 AlPL;^Y_l
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 9'L1KQ
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。 ;`X`c
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。 *Y| lO
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。 jUV#HT
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。 Mq rt-VPh
fJSV)\e0
以下为设计的复眼透镜阵列指标： eZa3K3 ^
光源波长0.405微米 d +*T@k]>M
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） ; Xnk+
照亮区域直径为1.5mm AxG?zBTFx
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） KDNTnA1c
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 D@/9+]-,
对应镜头文件评论区留言获取 `Gy>tD.#V-
[attachment=129690] mvW^P`nB
DYy@t^sC
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。 #R"9)vHp
[attachment=129691] z9 OMC$,V
加入指令 ]ly)z[is"]
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 %j
9vX$Hj
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 H4 K(SGx
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 VC_3 ll]vr
[attachment=129692] (+]Ig> t
Q@3 ld6y
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： il `C,C D
对应宏文件评论区留言获取 @n ~ND).
[attachment=129693] bOnukbJ
Yc|- sEK/
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。 qB` 0^V
[attachment=129694] [attachment=129695] \k$]GK-
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： <9MQ
[attachment=129696] j3V"d 3)
[attachment=129689] 6w .iE b
YA/H;707l
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 DI"dY
ug#
对应宏文件评论区留言获取 B hhK| U/
[attachment=129697] =:0IHyB#0
Si%Eimiq
优化宏： n i 02N3R
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] <iY 9cV|}3
运行宏文件，查看整体效果： S quqaX+<
对应宏文件评论区留言获取 :` !mCW`Q-
= -a?oH-
积分效果比较理想。 B=nx8s
[attachment=129700] ./5MsHfbxt
aV92.Z_Ku
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： @% 5F^Vbd
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。 7u&H*e7
[attachment=129701] 3 ` C3+
z<C~DH
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 iaq:5||,
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。 R.n`R|NOd
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 aX%g+6t2
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