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 75P!`9b E
u@Ni *)p`
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。 1 Cz}| #U
[attachment=129771] $*XTX?,'
F !I9)PSj
SYNOPSYS中的透镜阵列 J7EWaXGbz
X?r $o>db
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。 *fy aAv
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 6 PWw^ Cd
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。 \q!TI x
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 3WGOftLzt
Bdvp G
[attachment=129772] g[ @Q iy
透镜阵列注意事项 ;u' ;$0
C^] UK
1. 需要一个自定义输入的圆形孔径或矩形孔径，以定义镜头阵列的总尺寸。这个孔径可以是倾斜偏心的。如果没有输入，程序将创建一个RAO矩形孔径，它将包括整个阵列。注意，这里的孔径适用于整个阵列，而不是个别的小镜头。 \:JY[s/
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 1v|0 &{lB
3. 不能在阵列上设置任何倾斜、偏心、局部或全局的坐标。光线追迹会根据需要自动计算出一个临时的偏心，以便将每条光线放在最近的透镜单元上的正确位置，这将与上述所有选项相冲突。如果你需要用这些选项来定位阵列，请在阵列之前使用虚拟表面。阵列后面的标面可以随意指定。 1!+0]_8K
4. 为了正确显示阵列这个元件，另一边应该被分配一个与阵列相同的CAO或RAO孔径。如果另一边也涉及到小镜片，那么这一边也必须被声明为阵列：该指定适用于单个表面，而不是元件，因此两边都必须被定义为阵列。 6khm@}}
5.不要在阵列后面的任何地方放置一个真实光阑。在这种情况下，通常没有一个唯一的主光线，而且光瞳搜索很可能不会收敛到想要的结果。 1csbuR?
6. 所有的输入参数都不应该是零。如果输入了零，程序会用合理的默认值代替。 "Rf|o 6!d
[
f<g?w
以下为设计的复眼透镜阵列指标： b9b`%9/L
光源波长0.405微米 //$^~} wt
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） YD~(l-?"
照亮区域直径为1.5mm Hp(41E b,
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） 5Tidb$L;Du
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 t08[3Q&
对应镜头文件评论区留言获取 hJ4 A5m.
[attachment=129690] eq2L V=d{m
0!axAvBV
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。 op&j4R
[attachment=129691] I.2>d _^<
加入指令 0(uba3z
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 (r<F@)J
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 #7J3,EV
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 S =sL: FC
[attachment=129692] ph ~#{B(\
S->S p
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： p Bu }c<
对应宏文件评论区留言获取 Cq\{\!6[
[attachment=129693] I|/|\
UrS %t>6k
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。 ]h= y
[attachment=129694] [attachment=129695] uE#i3(
J
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： `;Fs
[attachment=129696] jlD3SF~2
[attachment=129689] ) Z:maz
VhgcvS@V
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 d5W = ?
对应宏文件评论区留言获取 M?ElD1#Z
[attachment=129697] dTU`@!f
?/A ql_?3
优化宏： T(kG"dz
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] ( Y?}'?
运行宏文件，查看整体效果： M!PK3
对应宏文件评论区留言获取 fAT
M?
qyBo|AQ5
积分效果比较理想。 ~~,#<g[
[attachment=129700] -K5u5l}
.m%y goO
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： j6rwlwN
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。 \AD|;tA\vE
[attachment=129701] lI[O!Vu Kc
$! UEpQ
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 ** n109R
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。 rAu@`H?
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 l_ &T)Ei
|