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 pDS4_u |8?{JKsg 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。 HOI`F3#XI
[attachment=129771] =|zyi| HDG"a&$
SYNOPSYS中的透镜阵列 :r+
1>F$o /u1zRw 所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如,这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状,只需用输入(在RLE或CHG文件中)声明它是一个数组ARRAY即可。 x~,?Zj)n?C SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING ;7{wa]
SN为表面编号,NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 KD<`-b)7< 例如,要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列,小透镜之间的距离为0.1,可以输入:2 ARRAY 3 3 .1 .1 6*oTT(0<p 0
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[attachment=129772] p+1B6 j 透镜阵列注意事项 ~x#-#nuh" <^$b1<@ 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。 {.'g!{SHp 2. 网格编号应该是奇数,中央的小镜片将在光轴上居中。
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)i," 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。 f*f9:xUY 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。
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0V 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。 ~$9"| 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。 G`K7P`m ,=yIfbFQ 以下为设计的复眼透镜阵列指标: JugQ +0 光源波长0.405微米 (.t:sn"P 准直后光源发散角5°(无穷远平行光最大半视场角) 3Jit2W4 照亮区域直径为1.5mm wY)GX
假设透镜单元半径0.3mm(入瞳半径) Hd}t=6 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 g5]DA.&( 对应镜头文件评论区留言获取 C8SNSeg [attachment=129690] nsn,8a38 J8[Xl. 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。 Yhdt8[ 2 [attachment=129691] 3Sb%]f5( 加入指令 _dY}86{ 1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 5Ww\h 2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 0;`PHNBq 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 FiH!)6T [attachment=129692] Eu}A{[^\ Zz ?y&T 运行宏文件,查看对于准直光束的复眼的效果: 1&WFs6 对应宏文件评论区留言获取 D{}\7qe [attachment=129693] \p|!=H@ ~~
w4854 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。 $t?e=#G [attachment=129694] [attachment=129695] &0blHDMj{# 在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构: %iML??S [attachment=129696] kF7Al]IgT [attachment=129689] 2^+"GCo "R]K!GUU 运行宏文件,查看整体效果,需要做进一步优化。 cZ,_O~ 对应宏文件评论区留言获取 'f!Jh<i [attachment=129697] XP1_{\ s!\L1E 优化宏: (\_d'Js(; 优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] %?y`_~G 运行宏文件,查看整体效果: [\p0eUog/ 对应宏文件评论区留言获取 T9.gs}B0 W6>uLMUa 积分效果比较理想。
)BB a [attachment=129700] !Hg#c!eOg p*,mwKN: 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: 8hY)r~!b' 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。 {,X(fJ [attachment=129701] >skS`/6 cke[SUH, 优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 U9s y]7 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。 hkxZ=l 注意正负号和中心光线的控制,不需要GSR/GNR等像差控制。 $<#sCrNX
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