1.概述
M2@^bB\J 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。
=8=!Yc(> 8&V_$+ U 初始宏文件可以评论区留言获取
H(Ms^8Vs~: V,%L~dI DG;y6#|p 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。
fRTo.u bl/,*Wx:4. 2.1设计要求
%~*jae!f 下面是一个衍射透镜设计
激光光束整形器的指标:
^;F{)bmu+) 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。
G[idN3+# SYNOPSYS 初始结构搜索
镜头文件和运行结果:
O7aLlZdg~ 初始宏文件可以评论区留言获取
6g>)6ux>aV u}6v?! 5+X_4lEJK( 以上展示部分命令,这其中,
NBl
__q OBG 的物是高斯光束.
t^EhE DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE.
`#IcxweA 得到的初始结构如下:
[;O^[Iybf: cy~oPj]j 这是最初的设计,效果并不是十分理想
b~7drf 原因如下:
:6;e\UE 1.光束被扩大了但是并不准直。
kpob b 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。
:u%$0p> 优化
9>,Qgp,w DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。
'~-IV0v9 优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。
_>bRv+RVR 改变高阶项
"r.2]R3 应该怎样确定改变哪个 G 变量?
^&c$[~W 所有的一切只需要按几下按键. 输入
iz}sM>^ HELP USS
kReG: 然后找到类型16。
.gZZCf&? 9-jO,l 优化结果
2pyt&'NJua $R{8z-,Q 还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数,将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。
<xS=# 光通量
%hT4qzJj 透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6
M:ai<TZ] Qs+ k)e, evl-V> 得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗?
E1>/R 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。
:_d3//| 打开 MMA对话框。
]T{E
(9 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。
,&a`d}g&G Object point (物体坐标)设定为 0,
)wf\F6jN 光线网络 CREC 设置为网格 7,
:7;[`bm(G 数字化输出,
Pl~P- n 绘制图表。
tGqCt9;< M/jb}*xDR L{ ^4DznI 这是一个表面光栅的分布图。
ekzjF\!y 边缘最大空间频率在在 100c/mm 左右。 这并不是很容易制造,能不能减小, 比如说到 50 c/mm?
&^ I+s^\= ! gp}U#Yv F>Y9o-o2 在 PANT 文件中添加一个变量:
m7 XjP2 VY 5 RAD
= hX[ 然后再 AANT 文件加入一个新的像差:
~mILA->F M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4
,@Z_{,b 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。
^Qh-(u` 最后的优化宏文件可以评论区留言获取
h$h]%y 光通量
光栅分布
EZ% .M*? Q(\ wx 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。
2Ug.:![ 镜片表面高斯光强分析
StM/ 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布.
B3L4F" DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE
|6B6?' %RFYm mCb 9*| {fG|_+tl3o 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。)
lIDl1Z@Z 它有着预期的高斯分布的形状。
6/y*2z; 现在对表面 6也进行相同的操作。
44C+h 输入:
+Hyk'=.W DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE
FP;":i RL 非常均匀水平的光强分布。
|[w^eg iK x+6v dF2@q@\.+ IvSn>o 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。
G\mKCaI8 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。