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 iNTw;ov
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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。 ]"Do%<
[attachment=129771] x?ajTzMv
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SYNOPSYS中的透镜阵列 z Uw9
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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。 =Vgj=19X(
SN ARRAY NXARRAY NYARRAY XSPACING YSPACING 0FDfB;
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。 #+1*g4m~B
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 `_IgH
Ha~g8R&
[attachment=129772] \#bk$ R@
透镜阵列注意事项 &ZjQa.-U>
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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。 :Fm{U0;"
2. 网格编号应该是奇数，中央的小镜片将在光轴上居中。 kEM5eY
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。 lP@/x+6tg
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。 YpFh_Zr[
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。 P'prp=JD
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。 @wWro?s'p
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Ng6ntS
以下为设计的复眼透镜阵列指标： _T\~AwVc<
光源波长0.405微米 zc QFIP
准直后光源发散角5°（无穷远平行光最大半视场角） ToUeXU
[
照亮区域直径为1.5mm ^&o38=70*
假设透镜单元半径0.3mm（入瞳半径） k1A64?p
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 R< }Yf[T Q
对应镜头文件评论区留言获取 C+ B `A9
[attachment=129690] }gE? ms4$
8:j8> K*6
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。 3{mu 7 7
[attachment=129691] Q\H_ lB
加入指令 `+~@VZ3m
1 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 @"jV^2oY1
2 ARRAY 21 21 0.600000 0.600000 g-c\ ;
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 L< MIl[z7
[attachment=129692] :y)'_p *l/
jk0Ja@8PK
运行宏文件，查看对于准直光束的复眼的效果： 6Xjr0 C+
对应宏文件评论区留言获取 *QzoBpO<
[attachment=129693] SwESDo)
LoHL}1BG-
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。 M1Jnn4w*d
[attachment=129694] [attachment=129695] Bc {#ia
在透镜阵列后面设置相同参数的积分透镜初始结构： 90%alG 1>y
[attachment=129696] 8oI)q4V
[attachment=129689] @u./VK
';buS -|6
运行宏文件，查看整体效果，需要做进一步优化。 YuWsE4$
对应宏文件评论区留言获取 Z5 /g\G[
[attachment=129697] ~]71(u2
d P(*IOO.
优化宏： \-mz[ <ep
优化宏文件评论区留言获取 [attachment=129698] [attachment=129699] G]fl33_}l
运行宏文件，查看整体效果： &e\A v.n@-
对应宏文件评论区留言获取 %DAF2 6t
Ku{DdiTg>
积分效果比较理想。 p]*BeiT#n%
[attachment=129700] _"8\k 7S*
m: 77pE&o
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： o@}+ b}R}
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。 MtAD&+3$
[attachment=129701] dU]>
5b_[f (
优化积分透镜的位置和曲率半径、圆锥常数。 F`9;s@V*
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。 oWVlHAPj
注意正负号和中心光线的控制，不需要GSR/GNR等像差控制。 U @$Kp>X
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