首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> SYNOPSYS -> SYNOPSYS 光学设计软件课程七十五:衍射透镜设计激光光束整形器 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

小火龙果 2024-07-17 15:55

SYNOPSYS 光学设计软件课程七十五:衍射透镜设计激光光束整形器

1.概述 _ZyT3P&  
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。 [.&[<!,.  
'RLOV  
初始宏文件可以评论区留言获取 Yt{&rPv,  
[attachment=129419]
-Qb0:]sV#  
!*vBW/  
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。 &<0ZUI |S3  
"~\*If  
2.1设计要求
:1_mfX  
下面是一个衍射透镜设计激光光束整形器的指标: i}lRIXjdV  
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。 -;Uj|^  
SYNOPSYS 初始结构搜索镜头文件和运行结果: iLtc HpN  
初始宏文件可以评论区留言获取
[r9d<Zi}{  
[attachment=129420]
B*79qq  
 zy>}L #  
以上展示部分命令,这其中, "% Y u wMY  
OBG 的物是高斯光束. gtYRV*^q  
DOEs 将会使用16号特殊表面形状建模,一个简单的 DOE. 28UVDG1?  
得到的初始结构如下:
[attachment=129421]
s MZ[d\  
^y Vl"/  
这是最初的设计,效果并不是十分理想 8x{Hg9  
原因如下: e U;jP]FA  
1.光束被扩大了但是并不准直。 Y /lN@  
2.而且强度分布仍然是输入的高斯光束的强度分布。 RxG^  
优化
P%)b+H{$h  
DOEs , 就如同其他的非球面形状, 也是利用 G 变量来调整。 7'eh)[T  
优化函数还包括绝大多数的 FLUX 像差, 控制着各个区域的衰减。 3.),bm  
改变高阶项
!^v\^Fc  
应该怎样确定改变哪个 G 变量? OKPJuV`y6  
所有的一切只需要按几下按键.  输入 d)KF3oA  
HELP USS I7G,`h+H  
然后找到类型16。 v8'5pLt"  
[attachment=129422]
 Zi4d]  
优化结果
[attachment=129423]
\_U*t!  
ik\S88|  
还能做得更好。接下来尝试改变高阶的系数,将变量选项添加到 G31, 即增加到12 项。 Pfan7fq+  
光通量
t)r1"oA  
透镜看起来还是和原来一样,但是需要检查光通量的均匀性,输入 FLUX 100 P 6 tlGWl0V?7Q  
[attachment=129424]
KY+]RxX  
j)L1H* S%  
得到了几乎是平直的一个漂亮的曲线,这是一个优秀的设计。但是可以加工吗? &yLc1#H  
如果空间频率太高,制造技术可能会出现问题。 LdEE+"Jw  
打开 MMA对话框。 Funj!x'uE  
在 PUPIL上选择表面4的 HSFREQ分布。 3_zSp.E\l  
Object point (物体坐标)设定为 0, gp/YjUH7k8  
光线网络 CREC 设置为网格 7, ' ^a!`"Bc  
数字化输出, bU+9Gi@v  
绘制图表。 @q)E=G1<o0  
[attachment=129425]
9L"?wv  
.Dx2 ;lj  
这是一个表面光栅的分布图。 !<r8~A3!(  
边缘最大空间频率在在 100c/mm 左右。 这并不是很容易制造,能不能减小, 比如说到 50 c/mm? -3vh!JMN  
[attachment=129426]
5-w:c>  
l%<c6;  
在 PANT 文件中添加一个变量: ";dU-\3M  
VY 5 RAD fU ={a2  
然后再 AANT 文件加入一个新的像差: 61:9(*4~!F  
M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 x'i0KF   
优化后再次按之前的步骤查看光通量和光栅分布。 C Z tiWZ  
最后的优化宏文件可以评论区留言获取
.bfST.OA  
光通量
[attachment=129427]
光栅分布
[attachment=129428]
n7DLJ`ho{  
3 Gd|YRtk  
现在表面4上的边缘空间频率正好是 50 c/mm, 而且光通量均匀性就像原来一样的好。 Qlh?iA  
镜片表面高斯光强分析
xb`CdtG2.  
现在要运行衍射传播程序 DPROP , 来检查系统的强度分布. |yv]Y/ =  
DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE rzT{-DZB[4  
+-ewE-:|L  
[attachment=129429]
e5OVq ,  
]!aUT&  
这个图显示了表面3上的高斯光束的强度分布, (在通过第二个DOE之前。) SQ<f  
它有着预期的高斯分布的形状。 jw4TLc7p  
现在对表面 6也进行相同的操作。 hr~.Lj5^W  
输入: Cuv|6t75'  
DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE tJm{I)G  
非常均匀水平的光强分布。 la`"$f  
!I7?  
[attachment=129430]
DMASK 图像
[attachment=129431]
V16%Ne  
?O7iK<5N  
这个是由 DMASK 3 GREY 1000 命令生成的图像。 **HrWM%?8o  
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。
查看本帖完整版本: [-- SYNOPSYS 光学设计软件课程七十五:衍射透镜设计激光光束整形器 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计