SYNOPSYS 光学设计软件课程十二：非球面激光光束整形器

Xn^gxOPM  
. S4Xw2MS  
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。 6a51bj!f  
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：

//S/pCqED  
RLE cL}}^  
ID LASER BEAM SHAPER     ! Beginning of lens input file t$m~O?I  
WA1 .6328               ! Single wavelength U<QO@5  
UNI MM               ! Lens is in millimeters u+"3l@Y#  
OBG .35 1               ! Gaussian object; waist radius -.35 mm; define full aperture at the 1/e**2 point. 'M+iw:R__  
1 TH 22                ! Surface 2 is 22 mm from the waist . musZCg$  
2 RD -5 TH 2 GTB S *o <S{  
SF6     ! Guess some reasonable lens parameters; use glass type SF6 from Schott catalog yU]NgG=z:-  
3 UMC 0.3 YMT 5          ! Solve for the curvature of surface 3 so the marginal ray has an angle of 0.3; find f-&4x_5  
!spacing so ray height is 5 mm on next surface \7o&'zEw  
RD 20 TH 4 PIN 2          ! Guesses for surface 4 Gv?3T Am8  
E0]B=-  
UMC 0 TH 50           ! Solve for curvature of 5 so beam is collimated. Ib3n%AG  
7                    ! Surfaces 6 and 7 exist |X@ZM  
2>3#/I9Y  
AFOCAL                       ! because they are required for AFOCAL output. y5gTd_-  
END                    ! End of lens input file.

DtLga[M  
    CHG [vCZoG8+>  
    NOP                  ! Be sure there are no pickups or solves. 确保没有拾取或解决方案。 (Ubz@s^  
    4 PIN 2 &-M>@BMy  
    5 TH 10 UMC 0         ! move surface 6 before the caustic在焦散前移动表面6 +ve S~  
    END %<c2jvn+k  
[H ^ktF  
    PANT                   ! Start of variable parameter definition. 开始定义变量参数 b?S,%  
    VLIST RAD 2 3 4 5   ! Vary four radii. 四个半径变化 ;w0|ev6|  
    VLIST TH 3          ! Vary the central airspace. 改变中心的空气间隔。 ?Vg251-H  
    VY 3 CC              ! Vary the conic constant on surface 3. 改变表面3上的圆锥常数 g{0a]'ph  
    VY 4 CC              ! And on surface 4. 改变表面4上的圆锥常数 mN+ w,  
    VY 3 G 3            ! Add three aspheric terms to surface3. 向表面3添加三个非球面项 /o@6?UH  
    VY 3 G 6 Mkc   
    VY 3 G 10 lsJl+%&8  
    VY 4 G 3             ! And three to surface 4. 表面4也添加3个球面顶 Z',Z7QW7  
    VY 4 G 6 uW4)DT9[5  
    VY 4 G 10 !V/Vy/'`*  
    END I_ O8 9Sgn  
ZbBz@1O  
    AANT                   ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义 oY)xXx  
    AEC                   ! Enable automatic edge feathering control. 启用控制边缘厚度 jUnS&1]MF  
    ACC                   ! Enable automatic center thickness monitoring启控制中心厚度 }.`no  
    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 ]/31@RT  
    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。 I'W`XN  
    M 5 100 A P YA 0 0 1 0 LB1 ?fv5KdD  
    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。 3(?V!y{@  
",&^ f  
    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。 :@x_& b  
    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。 LTsX{z  
    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。 XR2Gw4]  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 NA@<v{z  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 YF)uAJAk  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 }J_"/bB  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 Vc2(R^  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 ]Q8[,HTG  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 "INIP?  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 d`eX_]Z  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 7dxe03h  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 0Wd2Z-I  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 goa@e  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 LpV2XL$p>#  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 ([g[\c,H  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 8rV"? m`S  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 ICvl;Q  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 3haR/YN  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 d2~*fHx_!  
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 `eo
$o!  
    GSO 0 .01 10 P          ! Target the OPD of an SFAN of 10 rays to zero, with a weight of .01将10条光线的SFAN的OPD定为零，权重为.01 W{@,DQ  
    GSR 0 50 10 P           ! And also target the ray angles to zero. 并且还将光线角度定为零。 Yee% <<S  
    END +Oxw?`I$  
-e2f8PV?3  
    SNAP z*oeho  
    SYNO 50

/s~(? =qYH  
    SYNOPSYS AI>OPD #q
nK nxD  
E[=#Rw!*  
        SYNOPSYS AI>SFA 5 P N9S?c  
f,(@K%  
        ID LASER BEAM SHAPER                       115            20-MAY-17   13:32:54 C CDO8  
        SAGITTAL RAY FAN ANALYSIS 0F5QAR O  
Efa3{ 7>{  
        FRACT. OBJECT HEIGHT               HBAR      0.000000   GBAR      0.000000 C#l9M
xZE  
        COLOR NUMBER                          1 Z@ dS,M*  
L> \/%x>Wx  
         REL ENT PUPIL   WAVEFRONT ABERR EYy|JT]B  
              XEN            OPD (WAVES) ^1\[hyZ!  
        ________________________________ LLV1W0VO=P  
        0.200             -0.000865       0.400 K%@#a}kRb  
        -6.675373E-05       0.600 b/]@G05>>  
        0.000361 S=zW wo$  
             0.800             -0.000651 M>rertUR  
             1.000             -0.000791

P3_&(  
    STORE 9 3E$h W  
    CHG .a_xQ]eQ  
    1 SIN p5V.O20  
    1 TH 0 6DxT(VU}  
    CFIX '-2|GX_o  
    END C'&t@@
:  
    DPROP P 0 0 6 SURF 2.5 R RESAMPLE '{F Od_uk%  
    GET 9

A4IPd  
    ADEF 3 PLOT ADEF 'iikcf*)C  
    4 PLOT