非球面設計激光整形
關注創建者：墨光科技 創建時間：2020-04-28
非球面設計激光整形的實例教程
概述
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為什么使用非球面設計激光整形器
激光整形器初始系統
優化模擬退火
FLUX非球面設計的光通量均勻性
TFAN子午光扇分析
DPROP衍射傳播特性
ADEF非球面鏡與最佳擬合球體距離
ADEF最佳擬合球體條紋圖
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第16章
為什么使用非球面透鏡
使用全球面透鏡設計激光整形器需要六片透鏡。
使用非球面或衍射元件需要更少的透鏡，因此值 得額外的制造麻煩。
六個球面透鏡是否比兩個非球面鏡更便宜？如果 沒有，那么非球面設計看起來更具吸引力。
展開 SYNOPSYS?光學設計軟件--球面激光束整形器
概述
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激光整形器
檢查能量密度或光通量均勻性的三種方法：
– FLUX
– FLUX像差
– DPROP
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第15章
激光整形器
激光器的輸出具有高斯強度分布，這是非均勻的，并且對于某些應用，人們希望使其均勻。激光整形器使其均勻。
設計激光整形器有多種方法：
·對于具有球形表面的簡單透鏡，它需要以重新分布光的方式平衡相當大量的球差，降低光束中心的能量密度，同時增加邊緣附近的能量密度，同時保持波前像差在掌握之中。
·使用非球面表面更容易，其中人們可以更好地控制要引入的像差量，并且如果使用衍射光學元件也更容易。
展開 MO.001（1.3）
作者：Michael Kuhn （LightTrans）
相關案例：23.01
相關教程：-
需求：VirtualLab Fusion-基本工具箱
許可證：CC-BY-SA 3.0
1.建模任務
? 偏振：x方向的線性偏振
? 激光直徑（1/e2）：3.26mm
? 波長：632.8nm
衍射光束整形器元件傳輸
像素大小：21.5×21.5um
像素：250×250
直徑：5.4×5.4mm
相位級次：4
2.光路圖
開始光學系統仿真
3.系統仿真
? 目標屏上的強度
? 效率：72%
? 均勻性誤差：3.7%
4.結論
? 可以仿真近軸和非近軸透鏡以及透鏡系統。
? 已存儲的傳輸函數允許將任意振幅和相位調節引入到光波。
? 允許仿真衍射光學元件產生的效應。
展開 激光掃描系統（LSC.0001 v1.0）
使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析
應用案例概述
系統細節
光源
- 綠光二極管
元件
- 雙軸振鏡掃描儀
- 非球面透鏡
探測器
- 場曲和畸變
- 光束強度剖面
- 焦點區域探測器
- 光束參數
模擬/設計
- 光線追跡：分析場曲和畸變，場追跡引擎的探測器的定位
- 場追跡：考慮衍射效應，進行更精確的光束尺寸和剖面的研究
系統說明
激光掃描系統的性能評估
一個激光掃描系統的掃描光學部分包含了一個掃描儀單元和一個非球面透鏡，在一維掃描過程中（沿入射角Theta），通過分析光束的場曲和畸變來評估其性能。
此外，計算了不同掃描位置處的光束尺寸和輪廓。
展開 激光系統>光束傳輸
任務/系統說明
?傳播與評價光的完整矢量電磁場→允許評估偏振效應
?準確考慮透鏡表面的菲涅耳損耗
說明：光源
說明：聚焦非球面
說明：探測器
結果：3D系統光線追跡
結果：殘余相位像差
結果：考慮Ex，Ey，Ez
文檔和技術信息
非球面設計激光整形的相關專題、標簽、搜索
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激光掃描系統（LSC.0001 v1.0）
使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析
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系統細節
光源
- 綠光二極管
元件
- 雙軸振鏡掃描儀
- 非球面透鏡
探測器
- 場曲和畸變
- 光束強度剖面
- 焦點區域探測器
- 光束參數
模擬/設計
- 光線追跡：分析場曲和畸變，場追跡引擎的探測器的定位
激光系統>光束傳輸
任務/系統說明
?傳播與評價光的完整矢量電磁場→允許評估偏振效應
?準確考慮透鏡表面的菲涅耳損耗
說明：光源
說明：聚焦非球面
說明：探測器
結果：3D系統光線追跡
結果：殘余相位像差
激光掃描系統（LSC.0001 v1.0）
使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析
應用案例概述
系統細節
光源
- 綠光二極管
元件
- 雙軸振鏡掃描儀
- 非球面透鏡
探測器
- 場曲和畸變
- 光束強度剖面
- 焦點區域探測器
- 光束參數
模擬/設計
- 光線追跡：分析場曲和畸變，場追跡引擎的探測器的定位
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(0, 0, 0);">大多數光學</span>透鏡<span style="color: rgb(0, 0, 0);">都具有球面，因為它們可以最容易地以高光學質量制造。然而，這種表面形狀對于</span>成像<span style="color: rgb(0, 0, 0);">來說并不理想。鏡片的外部部分彎曲得太厲害
<p class="ql-align-center"><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">1.概述</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(51, 51, 51);">衍射透鏡也被稱為光學衍射元件,或者
投影物鏡通常指 LCD、DLP、LCOS 等投影儀使用的物鏡。投影物鏡有以下特點：
1. 投影物鏡的物是空間光調制器 SLM，包括上面提到的 LCD 和 DLP，它決定了物鏡的視場線和分辨率，從而影響系統外形尺寸和信息量。但實際設計時會倒置設計，將其放在像面。
2. 像方遠心：在像空間中，出瞳位于無限遠，所有視場的主光線都和光軸平行，從而和 SLM 垂直。這是空間光調制器物理效應的基本要求
根據其設計的細節，光學諧振腔相對于橫向光束偏移是穩定的或不穩定的。從這個意義上講，穩定性是指在多次往返過程中，任何以一些不太大的初始橫向偏移位置和角度注入系統的幾何射線都將停留在系統內部。在非穩腔中，這樣的射線遲早會被彈射出來。利用ABCD矩陣算法，可以很容易地判斷一個諧振腔工作在穩定或不穩定狀態，以及從一個狀態移動到另一個狀態所需要的諧振腔參數的變化。
對諧振腔特性的更全面的分析需要波動光學
課程五十九：短焦微型非球面投影物鏡設計
投影物鏡通常指 LCD、DLP、LCOS 等投影儀使用的物鏡。
投影物鏡有以下特點：
1.投影物鏡的物是空間光調制器 SLM ，包括上面提到的 LCD 和 DLP ，它決定了物鏡的視場線和分辨率，從而影響系統外形尺寸和信息量。但實際設計時會倒置設計，將其放在像面。
2.像方遠心：在像空間中，出瞳位于無限遠，所有視場的主光線都和光軸平行
光纖中的非線性自聚焦
模型描述
這里，我們研究光纖中非線性自聚焦的細節。首先，我們計算了由于非線性自聚焦的影響，大模面積光纖的基模如何收縮。
模式解算器實際上忽略了非線性效應。然而，只需幾行腳本代碼，我們就可以存儲包括其非線性變化在內的折射率分布，然后重新計算光纖模式。重復這一過程，直到我們得到一個自洽的解:
dr := 0.05 um
defarray
課程四十六：一個激光二極管光束整形器
這節課將展示如何設計從一個激光二極管到一個圓形準直光束的光學轉換器。我們從一個典型的激光二極管的規格開始，它在 X 方向和 Y 方向上有不同的發散角，設計任務比較復雜。以下是我們的設計規格:
Y 方向的光束發散度
