SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程七十五：衍射透鏡設(shè)計(jì)激光光束整形器
1.概述 q TJ0 }F
衍射透鏡也被稱為光學(xué)衍射元件,或者 DOE 類似于菲涅爾透鏡, 有很多的傾斜的區(qū)塊, 唯一不同的是區(qū)塊的高度是通過計(jì)算得到的，用來讓光線的相位變化剛好是一個(gè)波長或者是相位的一個(gè)周期。 [\W&
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初始宏文件可以評論區(qū)留言獲取 0'' p29
[attachment=129419] gHPJiiC v
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所以它像一個(gè)具有不均勻間距的圓形衍射光柵.因?yàn)樗圆祭窠茄苌洌运难苌湫屎芨摺? a>OYJe
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2.1設(shè)計(jì)要求 J!l/ .:`6
下面是一個(gè)衍射透鏡設(shè)計(jì)激光光束整形器的指標(biāo)： :Dt y ([
將最細(xì)直徑為0.35 mm的氦氖激光束擴(kuò)展成變動(dòng)范圍在10%以內(nèi)的直徑為 10 mm 的均勻激光束。只使用兩個(gè)元件, 每個(gè)的一側(cè)都有一個(gè) DOE。 bJIYe ld
SYNOPSYS 初始結(jié)構(gòu)搜索鏡頭文件和運(yùn)行結(jié)果： &{? M} 2I
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[attachment=129420] {g.YGO
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以上展示部分命令，這其中， vcFR Td
OBG 的物是高斯光束. _p 6 r5Y
DOEs 將會(huì)使用16號特殊表面形狀建模,一個(gè)簡單的 DOE. !A n?<Sv$
得到的初始結(jié)構(gòu)如下： [attachment=129421] 6-|?ya
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這是最初的設(shè)計(jì)，效果并不是十分理想 zd[k|lj
原因如下： Aars\
1.光束被擴(kuò)大了但是并不準(zhǔn)直。 ESB^"|9
2.而且強(qiáng)度分布仍然是輸入的高斯光束的強(qiáng)度分布。 BI?, 3
優(yōu)化 59zWB,y(P
DOEs , 就如同其他的非球面形狀, 也是利用 G 變量來調(diào)整。 zwV!6xG
優(yōu)化函數(shù)還包括絕大多數(shù)的 FLUX 像差, 控制著各個(gè)區(qū)域的衰減。 m538p.(LIR
改變高階項(xiàng) iHhdoY[]
應(yīng)該怎樣確定改變哪個(gè) G 變量? KdkL_GSLT
所有的一切只需要按幾下按鍵. 輸入 UDI\o1Rbp
HELP USS 4*}&nmW
然后找到類型16。 S'!&,Dxq^
[attachment=129422] av!;k2"
優(yōu)化結(jié)果 [attachment=129423] p/ (Z2N"
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還能做得更好。接下來嘗試改變高階的系數(shù)，將變量選項(xiàng)添加到 G31, 即增加到12 項(xiàng)。 ;D~#|CB
光通量 R Th= x.
透鏡看起來還是和原來一樣，但是需要檢查光通量的均勻性，輸入 FLUX 100 P 6 R:f!ywj%
[attachment=129424] )G)6D"5,+G
/''=V.-N
得到了幾乎是平直的一個(gè)漂亮的曲線,這是一個(gè)優(yōu)秀的設(shè)計(jì)。但是可以加工嗎? y-26\eY^P
如果空間頻率太高，制造技術(shù)可能會(huì)出現(xiàn)問題。
skl3/!
打開 MMA對話框。 }W'j Dz7O
在 PUPIL上選擇表面4的 HSFREQ分布。 6m$X7;x}
Object point (物體坐標(biāo))設(shè)定為 0， F:m6Mf7L
光線網(wǎng)絡(luò) CREC 設(shè)置為網(wǎng)格 7， r x9*/Q0F
數(shù)字化輸出， yo[Sh6r/9b
繪制圖表。 >h8m)Q
[attachment=129425] hM]Z T 5;<
&j:e<{@
這是一個(gè)表面光柵的分布圖。 MZ}0.KmaZ
邊緣最大空間頻率在在 100c/mm 左右。 這并不是很容易制造，能不能減小, 比如說到 50 c/mm? zd5=W"Y;]
[attachment=129426] 2FuV%\p
B}TY + @
在 PANT 文件中添加一個(gè)變量: I-^sJ@V;
VY 5 RAD :j`f%Vg~x
然后再 AANT 文件加入一個(gè)新的像差: XnP?hw%
M 50 .01 A P HSFREQ 0 0 1 0 4 tF),Sn|*
優(yōu)化后再次按之前的步驟查看光通量和光柵分布。 UWO3sZpU
最后的優(yōu)化宏文件可以評論區(qū)留言獲取 %JBLp xnq
光通量 [attachment=129427] 光柵分布 [attachment=129428] BX$<5S@
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現(xiàn)在表面4上的邊緣空間頻率正好是 50 c/mm, 而且光通量均勻性就像原來一樣的好。 _
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