一.概述 0a;FX0S&  
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由于激光具有高亮度、單色性好和方向性好等特點(diǎn)，激光擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)在通信技術(shù)、激光掃描、切割、測(cè)量距離等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用(在實(shí)際應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中，通常需要用到口徑不一的準(zhǔn)直激光光束。尤其是在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，每更換一個(gè)實(shí)驗(yàn)元件都需要重新調(diào)節(jié)整個(gè)光路，不利于實(shí)驗(yàn)操作。因此設(shè)計(jì)一個(gè)連續(xù)變倍的激光擴(kuò)束系統(tǒng)是非常有必要的。 I7-PF?  
目前激光擴(kuò)束方法使用較為廣泛的有兩大類： jzOMjz~:)  
第一類是選用反射系統(tǒng)，此類系統(tǒng)選用大口徑的反射鏡面來(lái)擴(kuò)大激光光束，常見(jiàn)的系統(tǒng)有格里高利系統(tǒng)和卡塞格林系統(tǒng)。由于此類系統(tǒng)通常采用非球面鏡片，并且是固定的擴(kuò)束比，通常是單獨(dú)設(shè)計(jì)某一類口徑的光束。而且非球面在實(shí)際生產(chǎn)中存在較高的成本以及難度，所以此類系統(tǒng)適合大倍率擴(kuò)束的應(yīng)用； C&MqUj"]  
第二類是選用透射式系統(tǒng)，此類系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上的透鏡組成，常見(jiàn)的系統(tǒng)有開(kāi)普勒系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)，由于此類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值較高，所以具有小變倍比需求的系統(tǒng)可采用第二類方法。 :ftyNaq'  
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二.設(shè)計(jì)要求 &^Q~G>A  
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波長(zhǎng)：632nm C@:N5},]  
變倍比：1-10X 5<'Jd3N{&  
入射光束直徑：<=5mm
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出射光束直徑:<=50mm q|Tk+JH{5  
總長(zhǎng)<200mm FU3IK3}  
設(shè)計(jì)確保從全孔徑出射的光線與光軸之間的角度小于0.03° 9~ .BH;ku  
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利用SYNOPSYS中自帶的ZSEARCH功能，ZSEARCH與DSEARCH一樣，都能夠自動(dòng)按照給定的初始條件，對(duì)初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行搜索，列出10個(gè)最佳的初始結(jié)構(gòu)。 ^L2Zo'y [  
閱讀 HELP ZSEARCH可以幫助您快速的了解ZSEARCH的使用細(xì)節(jié)。 :.
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SYNOPSYS 初始結(jié)構(gòu)搜索宏和運(yùn)行結(jié)果： !QzMeN;D  
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運(yùn)行搜索宏可以得到10個(gè)初始結(jié)構(gòu) 5;%xqdD  
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選取一個(gè)最佳結(jié)構(gòu)進(jìn)行下一步的分析。 D2mAyU-  
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,DsT:8  
點(diǎn)擊右側(cè)的模塊，查看初始結(jié)構(gòu)的變倍功能。點(diǎn)擊光線追跡 >真實(shí)光線追跡 >執(zhí)行也可以查看光線的放大情況。 &b:Zln.j  
FP cvkXQD  
此處給出10、6、1變倍比圖樣。 2yg'?tpj  
再在命令行窗口中輸入SPEC，查看鏡頭參數(shù)。 ]7ZC>.t  
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nFOG=>c}  
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此時(shí)總長(zhǎng)也滿足設(shè)計(jì)要求，最終結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，我們還需要通過(guò)一些像質(zhì)評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)定，激光擴(kuò)束系統(tǒng)常采用波像差對(duì)系統(tǒng)成像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。初始結(jié)構(gòu)波像差如圖所示： iw6M3g#  
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觀察到波像差均方根在λ/5附近還較大，進(jìn)行優(yōu)化并模擬退火，最終得到波像圖如圖所示： Kd21:|!t^  
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三.總結(jié) E&=?\KM  
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該鏡頭所有指標(biāo)已經(jīng)基本滿足要求，使用了8片透鏡。