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 5f Dnr&DR
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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。 \aB>Q"pS
[attachment=129771] i{5,mS&
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SYNOPSYS中的透镜阵列 x9s1Az M{
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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。 :qL1jnR^
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 6 0@]^g;$I
SN为表面编号，NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 6im !v<1Qx
例如，要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列，小透镜之间的距离为0.1，可以输入：2 ARRAY 3 3 .1 .1 ( S= RFd
R0_O/o+{
[attachment=129772] M^3pJ= ;5
透镜阵列注意事项 U f <hzP
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1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径，以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入，程序将创建一个RAO矩形孔径，它将包括整个阵列。注意，这里的孔径适用于整个阵列，而不是个别的小镜头。 :UDT!
5FNO
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 MPI=^rc2
3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心，以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置，这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列，请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 `am]&0g^+(
4. 为了正确显示阵列这个元件，另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片，那么这一边也必须被声明为阵列：该指定适用于单个表面，而不是元件，因此两边都必须被定义为阵列。 K6X} d,g
5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下，通常没有一个唯一的主光线，而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 U-0A}@N
6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零，程序会用合理的默认值代替。 hA!kkNqV
F|3iKK022
以下为设计的复眼透镜阵列指标： F,'rW:{HMt
光源波长0.405微米 v(vJ[_&%
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） Gn7P` t*.
照亮区域直径为1.5mm GfMC Hs
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） =%+O.
透镜阵列为21*21假设单复眼的曲率半径为2，计算得透镜的厚度为6mm左右 9/_ F
对应镜头文件评论区留言获取 i6y$P6s
[attachment=129690] @x @*=
^qP}/H[QT
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。 H 6~6hg
[attachment=129691] n%Df6zQ<@s
加入指令 W`2 Xn?g
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 Obb"#W@3
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 y_e$W3bON,
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 wSwDhOX=
[attachment=129692] xJSK"
D8S3YdJ
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： @;K-@*k3
对应宏文件评论区留言获取 QaYUcma~n
[attachment=129693] * c1)x
MR{JMo=r
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。 LqA&@
[attachment=129694] [attachment=129695] okv`+VeA
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： K6s%=.Zi(
[attachment=129696] !|@hU/
[attachment=129689] SWpvbs.'so
swGp{wJ
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 2S^:fm}
对应宏文件评论区留言获取 ]:X# w0UR
[attachment=129697] N(W ;\>P
Gi=s|vt
优化宏： zA
g.,dA
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] ?0%3~E`l:
运行宏文件，查看整体效果： ! O~:
对应宏文件评论区留言获取 Z|k>) pv@
uz%<K(:Ov
积分效果比较理想。 N ">4I)
[attachment=129700] lNwqWOWy
X {YY)}^
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： _9<nM48+t
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。 & u Mx*TTY
[attachment=129701] $t{;- DpNB
PDi]zp9>H
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 bCbp JZ
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。 W7PL]5y&
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 .4&pi
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