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    [原創(chuàng)]SYNOPSYS代碼詳解-球面透鏡整形器 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2020-03-12
    球面透鏡整形器
    參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》書第十五章
    首先選擇工作目錄C:\Synopsys\Dbook\
    E4 JS   
    a)} ?rzT]  
    然后，點擊“Open MACro”按鈕，打開宏C15M1，該文件中的代碼如下：
    g%^Zq"  
    RLE                                       !鏡頭輸入文件起始點
    ;/ p)vR  
    ID LASER BEAM SHAPER   ! 鏡頭標(biāo)識
    ujDAs%6MZ  
    WA1 .6328                            ! 定義單個波長，單位為um
    \7W {/v4^  
    UNI MM                                !透鏡單位為mm
    Z73 ysn}  
    OBG .352 ! 使用OBG指令聲明高斯光源，束腰半徑為0.35mm，孔徑大小為2倍的輸入光束的1/e**2點
    oq;}q  
    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
    '\ 6.GP  
    2 RD -5 TH 2 GTB S   ! 定義表面2的半徑和厚度，以及玻璃類型為來自玻璃庫Schott 的SF6
    c*LnLK/m  
       SF6                          
    hX YVi6(k  
    3 UMC 0.3 YMT 5      ! UMC指令求解表面3的曲率，給定邊緣光線的角度為0.3；              
    {>5c,L$  
                                      ! YMT指令求解在表面4上邊緣光線高度為5mm時所對應(yīng)的厚度；
    GY0<\-  
    4 RD 20 TH 4 PIN 2  ! 定義表面4的半徑和厚度，并拾取表面2的折射率
    -7\RO%U  
    5 UMC 0 TH 50        ! UMC指令求解表面5的曲率，給定邊緣光線的角度為0°，即光束被準(zhǔn)直；表面5的厚度為50mm;
    )v'3pTs2  
    7                               ! 定義表面6和表面7，且兩表面必須平坦且重合，因為它們是AFOCAL輸出
    Vd|/]Zj  
    AFOCAL                  ! 設(shè)置系統(tǒng)無焦
    8vnU!r  
    END                         !結(jié)束鏡頭輸入文件
    點擊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：
    圖1 粗略猜測用于激光束整形器的初始系統(tǒng)
    '?Hy"5gUA  
    接下來，檢查能量密度，通常有多種方法：
    方法一：FLUX指令
    hydn" 9;  
    CW窗口輸入SYNOPSYSAI>FLUX100 P 3,然后點擊“Enter”鍵。得到通過FLUX指令計算出的高斯強度分布引起的光通量衰減，如下圖所示。
    i"U3wt |A  
    FLUX100 P 3 的含義：
    r`6XF  
    數(shù)字100-追跡的光線數(shù)目
    '0?5K0 2(  
    字母P-主波長
    =g?r.;OO  
    數(shù)學(xué)3-表面3
    方法二：FLUX像差
    C$rZn%dp(  
    首先在CW中輸入SYNOPSYSAI>STEP= 100,然后點擊“Enter”鍵。
    l$PO!JRD  
    l1!i3m'x  
    然后運行宏C15M2一次，其代碼為： }p."7(  
    #16)7  
    DD:DO MACRO FOR AIP = -1 TO 1   ! 定義循環(huán)，設(shè)置特殊變量AIP來改變透鏡數(shù)據(jù)
    7%L-;xcr]B  
    COMPOSITE                                       ! 定義復(fù)合像差
    JQI`9$asuC  
    CD1 PFLUX 0 0 AIP 0 3  ! 使用CD1參數(shù)，計算表面3上AIP區(qū)域（循環(huán)變量）的光通量衰減
    |1rBK.8  
    =CD1                                 ! 計算結(jié)果將自動放入文件夾FILE的位置1
    vO <;Gnh~  
    Z1 =FILE 1     ! 使用Z1變量參數(shù)，將文件夾FILE中位置1的結(jié)果置于Z1變量中；
    =]"[?a >  
    = 1 +Z1           ! 將1添加到結(jié)果中，這是總的光通量，因為Z1是衰減量。
    #F[6$. Gr  
    ORD =FILE 1   ! 獲取該值，并用于繪圖的縱坐標(biāo)，其橫坐標(biāo)為循環(huán)變量AIP
    :Im_=S[0  
    XBi@\i=  
    最后在CW中輸入SYNOPSYSAI>DD,然后點擊“Enter”鍵。
    vzs6YsA  
    這樣，就得到了高斯型光通量分布。 從圖中可以看出，高斯型通量分布為OBG定義的1/e**2點的兩倍。
    Jtc?p{  
    在PAD圖中點擊圖標(biāo) 按鈕打開工作表，然后點擊圖標(biāo)，再單擊PAD圖的右側(cè)放置透鏡。重復(fù)上述操作，為系統(tǒng)添加兩個透鏡，如圖2所示。
    圖2 添加兩個透鏡后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    首先點擊按鈕設(shè)置檢查點，然后運行優(yōu)化宏C15M3，其代碼為：
    H2rh$2  
    %!LrC!6P4  
    CHG              ！改變透鏡
    !/Hln;{  
    NOP              ！移除所有表面拾取和求解
    + ^4"  
    9UMC           ！UMC指令求解表面9的曲率
    rt t?4  
    END              ！結(jié)束
    g'hBs D1'  
    yBq4~b~[  
    PANT            ! 定義變量參數(shù)
    0^tF_."Y  
    VLISTRAD ALL  ! 改變所有表面半徑
    0d.lF:  
    VLISTTH 3 5 6 7 8  ! 改變表面3，表面5，表面6，表面6，表面8的空氣間隔
    (r:WG!I,  
    , lT8gQ|u  
    END                        ! 結(jié)束  
    "RZ)pav?  
    l&5| =  
    AANT                     ! 定義像差參數(shù)
    z_r W1?|  
    AEC 11 1             ！自動控制邊緣厚度，防止邊緣太薄，目標(biāo)值為1，權(quán)重為1，窗口為1
    67Ge}6*2pd  
    ACC 41 1            ！自動控制元件中心厚度，防止中心厚度太厚，目標(biāo)值為4，權(quán)重為1，窗口為1
    aRj3TtFh  
    ACA60 10 1         ! 自動控制臨界角，防止光線超過臨界角，導(dǎo)致光線失敗
    Hm1C|Qb  
    LUL100 1 1 A TOTL  ! 系統(tǒng)總長不超過100
    M 510 A P YA 0 0 1 0 9                ! 0視場表面9上的邊緣主光線高度目標(biāo)值為5mm，權(quán)重為10
    V?5QpBK I  
    M 510 A P YA 0 0 1 0 10              ! 0視場表面10上的邊緣主光線高度目標(biāo)值為5mm，權(quán)重為10
    (w4#?_  
    M 0 1A P FLUX 0 0 1 0 10      ! 0視場表面10上在Y方向高度為1時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    ]TqcV8Q~  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .99 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.99時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    NAHQ:$  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .98 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.98時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    ;/ >~|@  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .97 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.97時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    Z A7u66  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .96 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.96時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    1rTA0+h  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .95 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.95時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    ?RrJYj1  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .94 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.94時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    Y"G$^3% (]  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .93 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.93時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    U#@:"v|  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .92 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.92時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    cb|`)"<HN  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .91 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.91時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    %[;<'s5e~  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .85 0 10   ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.85時所對應(yīng)的光通量衰減為0
     LlnIn{C  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .8 0 10     ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.8時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    V|<qO-#.  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .7 0 10     ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.7時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    T\. 8og  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .5 0 10     ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.5時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    [Zi\L>PHO  
    M 0 1A P FLUX 0 0 .3 0 10     ! 0視場表面10上在Y方向高度為0.3時所對應(yīng)的光通量衰減為0
    fJC)>doM  
    GSO 01 5 P                            ! 控制弧矢面上5條光線產(chǎn)生的OPD
    I-&/]<5y  
    END                                            ! 結(jié)束
    CK'Cf{S  
    SNAP                                       ! 設(shè)置PAD更新頻率
    SYNO100                                !程序優(yōu)化次數(shù)為100次
    優(yōu)化后的鏡頭結(jié)構(gòu),如圖3所示。您的結(jié)果可能會有所不同，由于您點擊插入元件的確切位置是不可預(yù)測的。
    p;X[_h  
    圖3 通過優(yōu)化光通量像差的鏡頭
    再次評估光通量均勻性。CW窗口輸入SYNOPSYSAI>FLUX100 P 10,然后點擊“Enter”鍵。得到通過FLUX指令計算出的高斯強度分布引起的光通量衰減，如下圖所示。光通量并沒有改善。
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