SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

O\%0D.HEz  
YXdo&'Q<qX  
在第11课中，我们设计了一个激光束整形器，以平整化小型HeNe激光器的高斯光束轮廓。 为了降低制造成本，我们尝试用球面的设计来达到这个目标，因为它比非球面更容易制造。 使用一个六片透镜设计，这似乎符合我们的规格。 也许这种设计可以进一步改进，但我们也必须要考虑六片球面镜是否比两片非球面镜更便宜。 如果不是，那么非球面设计看起来更具吸引力。 @x*,fk  
让我们使用和第11课中相同的双透镜结构开始，进行修改，以便我们只将光通量平坦化为1 / e ** 2点。 得到两倍的孔径似乎是不切实际的，需要需要再次优化。 下面是初始结构文件：

a,fcR<  
RLE e\*(F3r  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file eOZ~p  
WA1 .6328               ! Single wavelength v+<4?]EJ  
UNI MM               ! Lens is in millimeters MdTu722  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. AOTtAV_e  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . : 'jVA  
2 RD -5 TH 2 GTB S 'Ir  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog jpMMnEVj6P  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find d9T:0A`M  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface E?Qg'|+_  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 k6\&[BQs  
7|!Zx-}  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. 6&2{V? W3  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist bp}]'NA  
}C~9?Y  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. ._.Qf<7  
END                    ! End of lens input file.

,wyEo>>4)  
    CHG VArMFP)cz  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 ZA'0q  
    4 PIN 2 ]^@m $O  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 ~ntDzF  
    END (^<skx>  
_m%Ab3iT~  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 <LX-},?P  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 N[yS heT  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 @%^h|g8>Fu  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 ~C?)- ]bF  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 m*KI'~#$%
 
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 8Qkw
g]X  
    VY 3 G 6 )cm^;(#pV  
    VY 3 G 10 EKmn@S-&P  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 9*r l7  
    VY 4 G 6 bGlr>@;-r  
    VY 4 G 10 b~TTz`HZ  
    END 8N4E~*>C  
H*",'`|-  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 r8o^8.  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 =^)$my\C:  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 bhfC2@  
    ASC                   ! Enable automatic slope control, so curves don’t get too steep. 启用自动坡度控制，因此曲线不会太陡峭 h+9~^<oFl  
    LUL 100 1 1 A TOTL  ! Limit the paraxial total length to no more than 150 mm. 限制近轴总长度不超过150毫米。 RgzzbW  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 &uf|Le4  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB2 ! Assign a target of 5 mm to the marginal ray on surfaces 5, 6. 为表面5,6上的边缘射线分配5 mm的目标。 +9#qNkP  
G P '-  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 1 0 LB1 ! Target the flux difference between the marginal ray point and the on!axis point to 0 on surface 6. 瞄准边缘射线点和on之间的通量差!在表面上轴线指向0。 ^<j =.E  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .99 0 LB1     ! Target the flux at the 0.99 aperture point. 将光通量定位在0.99孔径点。 &NI\<C7_Gw  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .98 0 LB1     ! And so on, for a set of zones. 等等，对于一组区域进行设置。 Z07n>|WF-  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 q$}gQ9'z'  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 k<rJm P{  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 Yv"B-oy  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 nM99AW  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 +\>op,_9I  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 iD>H{1 h  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 0J;Qpi!u2v  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 g5*?2D}dqX  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 FY/F}C,o  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 &Cr4<V6-q  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 yFTN/MFt  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 H9WXp&  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 *mW2vJ/B  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 TW1#'G_#  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 pK0@H"$8  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 zbvV:9N  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 C879eeJ  
    GSO 0 .01 10 P          ! Target the OPD of an SFAN of 10 rays to zero, with a weight of .01将10条光线的SFAN的OPD定为零，权重为.01 -<(RYMk*)  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 ?5j~"  
    END #E_
<}o  
bb-u'"5^]  
    SNAP fC$@m_-KD  
    SYNO 50

4Ujy_E?^  
    SYNOPSYS AI>OPD BW"24JhF"  
y!_8m#n S  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P ^S!;snhn  
+ 7wMM#z  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 ieXi6^M$  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS {*K$gH$  
S7~HBgS<  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 6r`Xi&  
        COLOR NUMBER                          1 Xx\,<8Xn  

CW]Th-xc  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR NB-%
Tp*d  
              XEN            OPD (WAVES) (ki= s+W-  
        ________________________________ J :KU~`r  
        0.200             -0.000865       0.400 SnM^T(gtS3  
        -6.675373E-05       0.600 , Yl
S  
        0.000361 ,,lR\!>8  
             0.800             -0.000651 {$v^2K'C  
             1.000             -0.000791

^1
_CS*  
    STORE 9 $KlaZ>Dh  
    CHG iU(B#ohW"  
    1 SIN j-ob7(v)*]  
    1 TH 0 .bj:tmz  
    CFIX z:1t vG  
    END 4 =T_h`  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE -"?~By}<C  
    GET 9

08! _B\  
    ADEF 3 PLOT ADEF D]N)  
    4 PLOT