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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
FG[rH]   
/hu>MZ(\  
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。
UO&$1rV  
[attachment=129771]
V4NQcy? H  
=k.%#h{  
SYNOPSYS中的透镜阵列 ZIa,pON  
/{`"X_.o  
所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。 te2vv]W1  
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 2b"DkJj'  
SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 |u?VlRt  
例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2  ARRAY  3  3  .1  .1 G 3,v'D5  
ssx#|InY  
[attachment=129772]
Sx QA*}N  
透镜阵列注意事项   d8vf kV B  
z2t+1 In,  
1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径,以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入,程序将创建一个RAO矩形孔径,它将包括整个阵列。注意,这里的孔径适用于整个阵列,而不是个别的小镜头。 m{=Q88k!@.  
2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。 iLZY6?_^  
3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心,以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置,这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列,请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 {eI'0==  
4. 为了正确显示阵列这个元件,另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片,那么这一边也必须被声明为阵列:该指定适用于单个表面,而不是元件,因此两边都必须被定义为阵列。 ~?Ky{jah:^  
5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下,通常没有一个唯一的主光线,而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 cZ?$_;=  
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。  {Ba&  
Nz.X$zUmY  
以下为设计的复眼透镜阵列指标: 3~tu\TH6d  
光源波长0.405微米 M Zz21H  
准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) 4>0q0}J=5  
照亮区域直径为1.5mm t!3N|`x  
假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) f0 sGE5  
透镜阵列为21*21
假设单复眼的曲率半径为2,计算得透镜的厚度为6mm左右
pg4pfi^__V  
对应镜头文件评论区留言获取
eIalcBY  
[attachment=129690]
5[SwF& zZ  
y`buY+5l  
透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点,透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 O7VEyQqf5  
[attachment=129691]
`8W HVC$  
加入指令 C h>F11kC  
  1 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000   O6G'!h\F  
  2 ARRAY      21     21   0.600000      0.600000 i cTpx#|=  
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    
<A)M^,#o  
[attachment=129692]
o= ($'(1  
uB.kkkGZ M  
运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: A_oZSUrR  
对应宏文件评论区留言获取
+m%%Bz>  
[attachment=129693]
B??07j  
f; |fS~  
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。 xt5/`C  
[attachment=129694]
[attachment=129695]
1Y'4 g3T  
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: `9K5 ;]  
[attachment=129696]
NUltuM  
[attachment=129689]
]qv0Y~+`-K  
(8h4\utA  
运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化。 PtbaC6"\  
对应宏文件评论区留言获取
l(sVnhL6h  
[attachment=129697]
/VT/KT{  
p 4> ThpX  
优化宏: h7"U1'b  
优化宏文件评论区留言获取
[attachment=129698]
[attachment=129699]
W[O]Aal{  
运行宏文件,查看整体效果: BM,hcT r?  
对应宏文件评论区留言获取
>Dr(%z6CN  
H\ejW@< ;h  
积分效果比较理想。 &[-(=43@  
[attachment=129700]
[UzD3VPg  
VjM3M<!g>M  
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:  '/.Dxib  
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。 f?sm~PwC-  
[attachment=129701]
:9UgERjra  
,-y9P  
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 1^WGJ"1  
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。 tf~B,?  
注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 29RP$$gR  
leehp 2024-12-03 15:44
有镜头吗 pd'0|  
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