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    [原創(chuàng)]SYNOPSYS代碼詳解-帶有kinoform透鏡的激光擴(kuò)束器 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2020-03-27
    帶有kinoform透鏡的激光擴(kuò)束器
    參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》書第十七章
    首先選擇工作目錄DBOOK文件夾：
    $GK m`I"  
    ?4||L8j2^  
    然后，打開鏡頭輸入文件C17M1，代碼如下：
    iSW73P;)  
    ~(E8~)f)  
    RLE                                     ! 鏡頭輸入文件起始點(diǎn)
    ID KINOFORM BEAM SHAPER   ! 鏡頭標(biāo)識(shí)
    WA1 .6328                            ! 定義單個(gè)波長(zhǎng)，單位為um
    UNI MM                                !  透鏡單位為mm
    OBG .35 1           ! 使用OBG指令聲明高斯光源，束腰半徑為0.35mm，孔徑大小為輸入光束的1/e**2點(diǎn)
    1 TH 22         ! 表面1和表面2之間的距離為22mm；表面1必須在束腰位置
    2 RD -2 TH 2 GTB S   ! 定義表面2的半徑和厚度，以及玻璃類型為來(lái)自玻璃庫(kù)Schott的SF6
       SF6              
    3 TH 20                   ! 定義表面3的厚度
    3 USS 16                 ! 定義表面3為DOE面
    CWAV .6328            ! 中心波長(zhǎng)
    HIN 1.7988 55         ! 感光膠的折射率和阿貝數(shù)
    RNORM 1               !歸一化半徑
    4 TH 2 GTB S  ! 定義表面4的厚度，以及玻璃類型為來(lái)自玻璃庫(kù)Schott的SF6
    SF6
    4 USS 16             !定義表面4為DOE面
    CWAV .6328        !中心波長(zhǎng)
    HIN 1.7988 55     !感光膠的折射率和阿貝數(shù)
    RNORM 1           ! 歸一化半徑
    5 CV 0 TH 50      !表面5的曲率為0，厚度為50mm
    7                     ! 定義表面6和表面7，且兩表面必須平坦且重合，因?yàn)樗鼈兪茿FOCAL輸出
    AFOCAL             ! 設(shè)置系統(tǒng)無(wú)焦
    END                  !結(jié)束鏡頭輸入文件
    點(diǎn)擊PAD圖標(biāo)或在CW窗口輸入SYNOPSYS AI>PAD,得到該透鏡系統(tǒng)的二維圖，如圖1所示：
    ?)<XuMh  
    圖1 DOE激光束整形器的初始結(jié)構(gòu)
    運(yùn)行優(yōu)化宏C17M2，代碼如下：
    PANT                     ! 定義變量參數(shù)
    RDR .001                !定義更小的起始增量為正常值的千分之一，因?yàn)楣馐浅Ｐ。?/div>
    VY 2 RAD                !改變表面2的半徑
    VLIST TH 3              ! 改變表面3的厚度
    VY 3 G 26                ! 改變表面3的Y**2項(xiàng)系數(shù)G26
    VY 3 G 27                ! 改變表面3的Y**4項(xiàng)系數(shù)G27
    VY 3 G 28                !改變表面3的Y**6項(xiàng)系數(shù)G28
    VY 3 G 29                !改變表面3的Y**8項(xiàng)系數(shù)G29
    VY 4 G 26                ! 改變表面4的Y**2項(xiàng)系數(shù)G26
    VY 4 G 27                !改變表面4的Y**4項(xiàng)系數(shù)G27
    VY 4 G 28                !改變表面4的Y**6項(xiàng)系數(shù)G28
    VY 4 G 29                ! 改變表面4的Y**8項(xiàng)系數(shù)G29
    END                        ! 結(jié)束
    C+IE<=%F  
    AANT  ! 定義像差參數(shù)
    AEC 1 1 1             ！自動(dòng)控制邊緣厚度，防止邊緣太薄，目標(biāo)值為1，權(quán)重為1，窗口為1
    ACC 4 1 1    ！自動(dòng)控制元件中心厚度，防止中心厚度太厚，目標(biāo)值為4，權(quán)重為1，窗口為1
    LUL 150 1 1 A TOTL  ! 系統(tǒng)總長(zhǎng)不超過(guò)150
    M 5 1 A P YA 0 0 1 0 5 ! 0視場(chǎng)表面5的邊緣光線高度目標(biāo)值為5，權(quán)重為1；
    M 0 1 A P FLUX 0 0 1 0 6  !0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為1時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .98 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.98時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .97 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.97時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .96 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.96時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .95 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.95時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .94 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.94時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .93 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.93時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .92 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.92時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .91 0 6 ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.91時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .85 0 6       ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.85時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .8  0 6   ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.8時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .7   0 6   ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.7時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .5   0 6     ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.5時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    M 0 1 A P FLUX 0 0 .3   0 6    ! 0視場(chǎng)表面6上在Y方向高度為0.3時(shí)所對(duì)應(yīng)的光通量衰減為0
    GSO 0 .1 10 P       ! 控制弧矢面上10條光線產(chǎn)生的OPD像差
    GSR 0  100  10 P   !控制弧矢面光線網(wǎng)格中所產(chǎn)生的橫向光線像差
    END  ! 結(jié)束
    SNAP                                      ！設(shè)置PAD圖更新頻率，每一次優(yōu)化更新一次
    SYNO 40                                 ！程序優(yōu)化次數(shù)為40次
    然后點(diǎn)擊圖標(biāo) 進(jìn)行模擬退火，具體參數(shù)設(shè)置為（22,1,50）：
    @+vTGjHA  
    得到優(yōu)化和模擬退火后的DOE光束整形器，如圖2所示：
    I%WK*AORM  
    圖2 優(yōu)化和模擬退火后的DOE光束整形器
    CW窗口輸入SYNOPSYS AI>FLUX 100 P 6,然后點(diǎn)擊“Enter”鍵。得到光通量分布圖，光通量幾乎均勻。
    r:Tb{cA  
    FLUX 100 P 6 的含義：
    數(shù)字100-追跡的光線數(shù)目
    字母P-主波長(zhǎng)
    數(shù)字6-表面6
    SJr:  
    現(xiàn)在問題是：表面4的空間頻率是多少？
    如果它太高，在制作技術(shù)上可能存在難度。
    現(xiàn)在分析表面4的空間頻率。在CW中輸入MMA，打開MMA對(duì)話框進(jìn)行如下圖，并得到空間頻率圖：
    0cU^ue%  
    需要降低表面4的空間頻率，在PANT中添加VY 5 RAD；同時(shí)在AANT中添加M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4；
    然后點(diǎn)擊Run按鈕運(yùn)行，得到鏡頭結(jié)構(gòu)如下圖所示：
    =_:L wmI  
     jmNj#R@t  
    在CW中輸入DPROP P 0 0 3 SURF 3 L RESAMPLE 得到表面3的光束強(qiáng)度分布圖；
    在CW中輸入DPROP P 0 0 6 SURF 3 L RESAMPLE 得到表面6的光束強(qiáng)度分布圖；
    其中：
    DPROP-衍射傳播
    P-主色
    第一個(gè)0- Y方向的0視場(chǎng)
    第二個(gè)0- X方向的0視場(chǎng)
    3-表面3   （6-表面6）
    SURF-繪制一個(gè)波陣面透視圖，波陣面落在表面3（或表面6）的頂點(diǎn)平面上
    3-曲面圖的高度
    L-設(shè)定該曲面的視角為左視角
    RESAMPLE-多重采樣
    Qz$Dv@*y\  
    得到表面3的光束強(qiáng)度分布圖（高斯分布）和表面6的光束強(qiáng)度分布圖（平頂分布）：
    'a[|}nJ3  
     
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