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 H.)J?3
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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。 d"}lh:L9
[attachment=129771] K,H xe;-
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SYNOPSYS中的透镜阵列 ez[ $;>
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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。 <E7y:%L[Go
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING MO
*7:hI
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。 7 }vx]p2
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 C iIIlE4
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[attachment=129772] r-& * `Jh
透镜阵列注意事项 a0hgF_O1
P7;q^jlB
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。 kvam`8SeL
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 U DHMNubB
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。 vw/GAljflu
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。 kDc/]Zb%
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。 N7Kkz
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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。 /B5rWJ2AS
+A2}@k
以下为设计的复眼透镜阵列指标： K#dG'/M|Pb
光源波长0.405微米 Ob|v $C
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） $2$jV1s
照亮区域直径为1.5mm eyG[1EEU
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） 6V-JyTcxGI
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 &[ $t% :`
对应镜头文件评论区留言获取 [`bA,)y"
[attachment=129690] CA ,2&v"
~oeX0l>F
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。 c1g'l.XL
3
[attachment=129691] 2 .& %mSN
加入指令 k<%y+v
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 s h}eKwh
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 aY\(R02B
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 X9#i!_*
[attachment=129692] S, RC;D 7
-nnA e
F
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： +xBM\Dz8
对应宏文件评论区留言获取 FK;2u $:
[attachment=129693] ePTN^#|W
h~k+!\
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。 M|qJZ#{4>
[attachment=129694] [attachment=129695] -@/!u9l
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： b %e7rY2
[attachment=129696] ;%O>= m'4
[attachment=129689] Lg+cHaA
qino:_g
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 iG=XRctgj)
对应宏文件评论区留言获取 ]?~[!&h
[attachment=129697] 1 K[y)q
M/jdM fU
优化宏： ( 2r808^2
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] ;>jOB>b{h
运行宏文件，查看整体效果： '#CYw=S+
对应宏文件评论区留言获取 Z+Ppd=||,
uar[D|DcD"
积分效果比较理想。 ~0 Mw\p%}
[attachment=129700] JO\KTWtjO
Io<L!
=>
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： kj'
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。 q #X[oVq
[attachment=129701] ie<m)
q ?m<9 `
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 cDh\$7'b
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。 tD No; f
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 )!d_Td\-
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