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 HV>W f"1
L Y "/ Q
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。 7be?=c)+"
[attachment=129771] '#XP:nqFkK
NWf!c-':
SYNOPSYS中的透镜阵列 nWh?zf#{
yRAb
HG,c
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。 RNPqW,B!0
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING A ="h} 9ok
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。 }b44^iL$9y
例如，要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列，小透镜之间的距离为0.1，可以输入：2 ARRAY 3 3 .1 .1 3Vhm$y%Td
^+pmZw9 0
[attachment=129772] } [1I_)
透镜阵列注意事项 ms~ mg:
45# `R%3
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。 p B )nQ5l'
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 Ts^IA67&<
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。 5d hRuc
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。 D[<8(~VP
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。 Qv8Z64#
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。 [! v:fj
9nB:=`T9
以下为设计的复眼透镜阵列指标： >kd2GZe^_J
光源波长0.405微米 4Vt Y R
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角）
B1Xn <Wv
照亮区域直径为1.5mm ' e-FJ')|
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） .L8 S_Mz
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 kfn5y#6NZ
对应镜头文件评论区留言获取 W8\K_M}
[attachment=129690] >RRb8=[J
W"$'$ h
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。 ybfNG@N*
[attachment=129691] ]zu" x9-`
加入指令 ($]y*| Obn
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 T*z >A
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 Hl] 3F^ {
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 4e9mN~
[attachment=129692] R}*e% EG/
IGVNX2
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： `_<K#AG Ai
对应宏文件评论区留言获取 !J.qH%S5
[attachment=129693] .0nL; o
z!eY= G'
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。 Ig]Gg/1G
[attachment=129694] [attachment=129695] nx=Zl:Q}
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： 'a*tee ^RS
[attachment=129696] nKch _Jb
[attachment=129689] ~c+0SuJ
/9;)zI
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 R j1Z
对应宏文件评论区留言获取 {p+7QlgK
[attachment=129697] 10{ZW@!7
]V?\Qv/.=
优化宏： r k{DrbRx
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] MWu6 7">"
运行宏文件，查看整体效果： }h>QkV,{2
对应宏文件评论区留言获取 eXUXoK=T
Zn| vT&:Hg
积分效果比较理想。 h`,dg%J*B
[attachment=129700] 6 I"Q9(
IA! ( 'Ks
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： sd
xl@
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。 \-gZ_>)
[attachment=129701] # KK>D? .:
r1]shb%J?
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 Q
>] v?4
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。 4#!NVI3t
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 H"6Sj-<=
|