SYNOPSYS 光学设计软件课程八十：复眼匀光系统设计
复眼透镜匀光原理 icb)JZ1K
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把原本可能不均匀的准直光斑经过小透镜分割之后，再由积分透镜叠加到照射面上。 v? ." `,e
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SYNOPSYS中的透镜阵列 (xo`*Q,+
EK# 1 1@0%
所有可以在SYNOPSYS中定义的表面形状也可以被定义为相同的小透镜阵列。例如，这种元件在成型的塑料板中经常使用。当表面被赋予了想要的形状，只需用输入（在RLE或CHG文件中）声明它是一个数组ARRAY即可。 I0x)d`
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING =DdPwr 0Op
SN为表面编号，NX/NYARRAY为X和Y方向的镜头数。X/YSPACING为X/Y方向的阵列间隔。 a]p9 [Nk
例如，要在表面2上以3乘3的网格创建一个相同的小透镜阵列，小透镜之间的距离为0.1，可以输入：2 ARRAY 3 3 .1 .1 ZiZ @3O6
B . y}S
[attachment=129772] ~HIj +kN
透镜阵列注意事项 ''auu4vF
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1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径，以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入，程序将创建一个RAO矩形孔径，它将包括整个阵列。注意，这里的孔径适用于整个阵列，而不是个别的小镜头。 rN 9qH
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 Dn)yB A%
3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心，以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置，这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列，请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 \Vme\Ke*v)
4. 为了正确显示阵列这个元件，另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片，那么这一边也必须被声明为阵列：该指定适用于单个表面，而不是元件，因此两边都必须被定义为阵列。 XYvj3+
5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下，通常没有一个唯一的主光线，而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 =@d#@
6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零，程序会用合理的默认值代替。 yP7b))AW9
xT 06*wQ
以下为设计的复眼透镜阵列指标： Z5xQ
-T`
光源波长0.405微米 1 3 ]e< '
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） Z}t;:yhR
照亮区域直径为1.5mm +.~K=.O)
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） LM eI[Ji
透镜阵列为21*21假设单复眼的曲率半径为2，计算得透镜的厚度为6mm左右 )n)AmNpq
对应镜头文件评论区留言获取 BI%^7\HZ
[attachment=129690] (2eS :1+'8
LF7 }gQs
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透镜的厚度用YMT求解计算近轴焦点，透镜后表面的曲率半径拾取前表面的负号。 `qJJ{<1&U
[attachment=129691] XMS:F] HN
加入指令 |fKT@2(
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 l)\Q~^cxd
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 {>
,M
把表面1和2补充为21*21的阵列，并且调整物方参数，扩大孔径等等。 对应镜头文件评论区留言获取 * sldv
[attachment=129692] /wEl\Kx
(nO2+@ !
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： c@g (_%_|2
对应宏文件评论区留言获取 /)kJ iV
[attachment=129693] +\ftSm>
s[8M$YBf
在初始透镜单元后方设置一个焦距为10的积分透镜作为初始结构，可以看到对于单个透镜单元的准直效果。 _FOIMjh%N
[attachment=129694] [attachment=129695] +ZbNSN=
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： s g=G<50i
[attachment=129696] |yz[mP*;o
[attachment=129689] 4L,wBce;,t
ftpPrtaP
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 pfZ[YC-
对应宏文件评论区留言获取 R ?s;L
r
[attachment=129697] SZXSVz0j
PESvx>:
优化宏： b_`h2dUq
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] Gx$m"Jeq\
运行宏文件，查看整体效果： Qw5-/p=t
对应宏文件评论区留言获取 =CO Qv= GT
G>"n6v'^d
积分效果比较理想。 8o+:|V~X
[attachment=129700] iT:i
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4! Radl3`
照明模式查看，运行一个宏命令，如下图，查看照明模式的结果：
{J)%6eL?
用一百万条光线追迹，探测器分辨率为100，最终积分结果的分布和均匀度都还可以。 wlP3 XF?
[attachment=129701] $VQ;y|K+[
Dl. UbH
}=
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 f3Zf97i
用YA去控制每个复眼单元上下位置的光线聚集到固定的位置。 [_jw8`
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 d BB?A~
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