1.概述
])N|[ |$ 衍射
透镜也被称为
光学衍射元件,或者 DOE 类似于菲涅尔透镜, 有很多的倾斜的区块, 唯一不同的是区块的高度是通过计算得到的，用来让
光线的相位变化刚好是一个
波长或者是相位的一个周期。
.KFA218h*x XXXl jh6 初始宏文件可以评论区留言获取
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M_tj7Q3
W (})]H:W7 所以它像一个具有不均匀间距的圆形衍射光栅.因为它以布拉格角衍射，所以它的衍射效率很高。
1T!cc%ah e-~hS6p( 2.1设计要求
b+W)2rFO 下面是一个衍射透镜设计
激光光束整形器的指标：
5_v 5 将最细直径为0.35 mm的氦氖激光束扩展成变动范围在10%以内的直径为 10 mm 的均匀激光束。只使用两个元件, 每个的一侧都有一个 DOE。
O-i4_Y dVt SYNOPSYS 初始结构搜索
镜头文件和运行结果：
<"N:rn{ Qq 初始宏文件可以评论区留言获取
U%D it l<$rqz3D DD2adu^ 以上展示部分命令，这其中，
lrCm9Oy OBG 的物是高斯光束.
\.5F](: DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE.
s jS i;S4 得到的初始结构如下：
] F*|U` 1JIG+ZN md 这是最初的设计，效果并不是十分理想
OSU{8. 原因如下：
<[bQo&B2 E 1.光束被扩大了但是并不准直。
U> W|( Y 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。
]n~yp5Nbr 优化
N"S3N)wgd DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。
HB%K|&!+ 优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。
uG4$2 改变高阶项
Y^4q9?2G 应该怎样确定改变哪个 G 变量?
aXC!t 所有的一切只需要按几下按键. 输入
YmOldR9v( HELP USS
?vvG)nW 然后找到类型16。
iM8sX
B Ys-^7
y_ 优化结果
>xZ5 ac
I b,9@P&=:2 还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数，将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。
g- XKP 光通量
X) 8e4~(? 透镜看起来还是和原来一样，但是需要检查光通量的均匀性，输入 FLUX 100 P 6
Xj%,xm>}!u cbfD B^_ L"4]Tm>zq 得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗?
5~QhX22 如果空间频率太高，制造技术可能会出现问题。
V5~fMsse
打开 MMA对话框。
B`#*o<eb 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。
H*GlWgfG Object point (物体坐标)设定为 0，
Cb4_ ?OR0 光线网络 CREC 设置为网格 7，
HV8I nodi 数字化输出，
ti}f&w
ICJ 绘制图表。
Vu=] O/ =P }4Zkf<#7$ \ Fq1^ 8qa 这是一个表面光栅的分布图。
l(#1mY5!q8 边缘最大空间频率在在 100c/mm 左右。 这并不是很容易制造，能不能减小, 比如说到 50 c/mm?
KyjyjfIw H &m'?*O | (nq^\ZdF 在 PANT 文件中添加一个变量:
jKS! ' ? VY 5 RAD
W8 y$ Ve8m 然后再 AANT 文件加入一个新的像差:
@'
d6iYk_ M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4
\Yd4gaY\o 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。
Nfg{,/ O 最后的优化宏文件可以评论区留言获取
7N|
AA^I 光通量
光栅分布
pzi q0 X~Cq 现在表面4上的边缘空间频率正好是 50 c/mm, 而且光通量均匀性就像原来一样的好。
l~NEGb 镜片表面高斯光强分析
,[A g~.T 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布.
zz&vfO31J DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE
se#@ )LtZ f9a$$nb3` =MxpH+spI Xo \S9,s{ 这个图显示了表面3上的高斯光束的强度分布, （在通过第二个DOE之前。）
fCg@FHS&^ 它有着预期的高斯分布的形状。
Je 31". 现在对表面 6也进行相同的操作。
d+0^u(gc!8 输入：
?,>5[Ha^? DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE
Ch t%uzb, 非常均匀水平的光强分布。
#~S>K3( =HS4I.@c_5
ctHEEFWm $R?@L 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。
'$?du~L- 如果 DOE 是通过光蚀刻制成的，这是要被
成像到衬底上的底模。
