非球面激光束整形器
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》書第十六章
3`9 H
}m6zu'CV 首先選擇工作目錄C:\Synopsys\Dbook\
h> K~<BAz'
然后，點擊“Open MACro”按鈕 
，打開宏C16M1，該文件中的代碼如下： I?sA)!8 RLE !鏡頭輸入文件起始點
ID LASER BEAM SHAPER ! 鏡頭標識
WA1 .6328 ! 定義單個波長，單位為um
UNI MM !透鏡單位為mm
OBG .351 ! 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
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 -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
SF6
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；
! YMT指令求解在表面4上邊緣光線高度為5mm時所對應的厚度；
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
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°，即光束被準直；表面5的厚度為50mm;
7 ! 定義表面6和表面7，且兩表面必須平坦且重合，因為它們是AFOCAL輸出
AFOCAL ! 設置系統(tǒng)無焦
END !結(jié)束鏡頭輸入文件
點擊PAD圖標
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：
z6B(}(D 圖1粗略猜測用于激光束整形器的初始系統(tǒng)
對初始系統(tǒng)進行優(yōu)化，運行優(yōu)化宏C16M2，其代碼為：
CHG ！改變透鏡
NOP ！移除所有表面拾取和求解
4 PIN 2 ！表面4拾取表面2的折射率
5 TH10 UMC 0 ！表面5的厚度為10mm，UMC求解表面5的曲率，給點邊緣光線的角度為0；
END ！結(jié)束
PANT ! 定義變量參數(shù)
VLISTRAD 2 3 45 ! 改變表面2，表面3，表面4，表面5的半徑
VLISTTH 3 ! 改變表面3的厚度
VY 3CC ! 改變表面3的圓錐常數(shù)
VY 4CC ! 改變表面4的圓錐常數(shù)
VY 3G 3 ! 改變表面3的第四階非球面項系數(shù)G3
VY 3G 6 !改變表面3的第六階非球面項系數(shù)G6
VY 3G 10 !改變表面3的第八階非球面項系數(shù)G10
VY 4G 3 ! 改變表面4的第四階非球面項系數(shù)G3
VY 4G 6 !改變表面4的第六階非球面項系數(shù)G6
VY 4G 10 !改變表面4的第八階非球面項系數(shù)G10
END ! 結(jié)束
AANT ! 定義像差參數(shù)
AEC 11 1 ！自動控制邊緣厚度，防止邊緣太薄，目標值為1，權(quán)重為1，窗口為1
ACC 41 1 ！自動控制元件中心厚度，防止中心厚度太厚，目標值為4，權(quán)重為1，窗口為1
ASC !自動控制表面傾斜角
LUL100 1 1 A TOTL ! 系統(tǒng)總長不超過100
M 5100 A PYA 0 0 1 0 LB1 ! 0視場表面6的邊緣光線高度目標值為5，權(quán)重為100；LB1-倒數(shù)第2個面
M 0 1A P FLUX 0 0 1 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為1時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .99 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.99時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .98 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.98時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .97 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.97時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .96 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.96時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .95 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.95時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .94 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.94時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .93 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.93時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .92 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.92時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .91 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.91時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .9 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.9時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .89 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.89時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .88 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.88時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .86 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.86時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .84 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.84時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .82 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.82時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .8 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.8時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .7 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.7時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .5 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.5時所對應的光通量衰減為0
M 0 1A P FLUX 0 0 .3 0 LB1 ! 0視場表面6上在Y方向高度為0.3時所對應的光通量衰減為0
GSO 0.01 10 P ! 控制弧矢面上10條光線產(chǎn)生的OPD
GSR0 50 10P ! 控制弧矢面光線網(wǎng)格中所產(chǎn)生的光線角度為0，由于系統(tǒng)是AFOCAL的，所以使用GSR指令以輸出角度為目標
END ! 結(jié)束
SNAP ！設置PAD圖更新頻率，每一次優(yōu)化更新一次
SYNO 50 ！程序優(yōu)化次數(shù)為50次
接著，點擊圖標
進行模擬退火，具體參數(shù)設置為（22,1,50）： 
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得到采用非球面透鏡的雙透鏡設計，如圖2所示：
5B+>28G%
圖2 采用非球面透鏡的雙透鏡設計
然后評估該鏡頭的光通量均勻性。在CW窗口輸入SYNOPSYSAI>FLUX 100 P 5,然后點擊“Enter”鍵。得到光通量分布圖，光通量幾乎均勻。
} $:uN FLUX 100 P 5 的含義：
數(shù)字100-追跡的光線數(shù)目
字母P-主波長
數(shù)學5-表面5
