1.概述
U`qkeNd 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。
zbxW
U]<S? D6Ad"|Z 初始宏文件可以评论区留言获取
'hjEd. {!|4JquE_ N1ipK9a 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。
|T6K?:U7 ~o!-[ 2.1设计要求
:cC$1zv@ 下面是一个衍射透镜设计
激光光束整形器的指标:
O6hzOyNX@ 将最细直径为0.35 mm的氦氖激光束扩展成变动范围在10%以内的直径为 10 mm 的均匀激光束。只使用两个元件, 每个的一侧都有一个 DOE。
U*[E+Uq}:N SYNOPSYS 初始结构搜索
镜头文件和运行结果:
'(5GRI< 初始宏文件可以评论区留言获取
F"]P| !kE5]<H\ U=G49~E 以上展示部分命令,这其中,
5*%Gh&) OBG 的物是高斯光束.
&'z_:W m DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE.
Q~U\f$N 得到的初始结构如下:
>B{NxL3-> $.jGO! 这是最初的设计,效果并不是十分理想
/]`@.mZ9: 原因如下:
W"Ip]LJ 1.光束被扩大了但是并不准直。
5%Qxx\q 2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。
;MS.ag# 优化
tY)L^.* 7 DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。
Cb ;6yE)!Z 优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。
NpH8=H9 改变高阶项
P-\f-FS 应该怎样确定改变哪个 G 变量?
Ooz,?wU6 所有的一切只需要按几下按键. 输入
!J7`frv"( HELP USS
FHOw ]"# 然后找到类型16。
LIID(s!bX eS8(HI6{^ 优化结果
juHL$SGC 40kAGs>_ 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。
oV%:XuywT 光通量
A%8
Q}s$<s 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
\L*%?~ wp?:@XM 7h
54j 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?
P =X]'m_B 如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。
!eyLh&]5 打开 MMA对话框。
5T;LWS 在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。
W3.[d->X Object point (物体坐标)设定为 0,
xTAfVN 光线网络 CREC 设置为网格 7,
qf0pi&q 数字化输出,
,%9XG077 绘制图表。
TUp\,T^2 tyR?A>F4 #*.!J zOg 这是一个表面光栅的分布图。
V(&L 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?
|#yu u2#q7} f+:iz'b#U 在 PANT 文件中添加一个变量:
pz^S3fy VY 5 RAD
ko}& X= 然后再 AANT 文件加入一个新的像差:
XC3)#D#HGh M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4
L0![SE> 优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。
q-z1ElrN7u 最后的优化宏文件可以评论区留言获取
5Dkb/Iagi 光通量
光栅分布
b~.$1oZ Nn_fhc> 现在表面4上的边缘空间频率正好是 50 c/mm, 而且光通量均匀性就像原来一样的好。
{7e(0QK 镜片表面高斯光强分析
!~E/Rp 现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布.
n{QyqI DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE
eCI'<^ mP^ B2"|q 8#QT[H
4F 6m&GN4Ca 这个图显示了表面3上的高斯光束的强度分布, (在通过第二个DOE之前。)
Vg$d|m${ 它有着预期的高斯分布的形状。
E3wpC#[Q1 现在对表面 6也进行相同的操作。
>v,X:B?+FL 输入:
+`F(wk["m DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE
"r6qFxY 非常均匀水平的光强分布。
1sXCu|\q U.TZd" |)7K(R)(= EP38Ho=[ 这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。
KF7w{A){ 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。