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準直鏡

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創建者：320科技工作室 創建時間：2021-11-21
準直鏡圖1

準直鏡的實例教程

激光二極管準直鏡的三維追跡圖 激光二極管準直鏡的探測器結果圖 總結 本案例通過 OAS 實現了準直鏡系統的快速設計與優化，相比傳統設計流程效率提升，該設計方案可直接應用于激光打標、安防監控等設備的光學系統開發，助力提升終端產品性能。
發散角 以上是一個簡單的準直鏡的構建. 采用ZEAMX的優化算法結果特定的建模完成該設計, 當然還可能存在諸多不足之處,但此思路可供參考. 也可以設計相似的透鏡或變型. 最后，歡迎大家關注我們的微信公眾號聯系我們。
1.1 C-T光路結構 C-T型光路的核心組成的為“入射狹縫-準直鏡-光柵-聚焦鏡-探測器”，如圖1所示：光線經狹縫進入系統后，由準直鏡將發散光束轉化為平行光；光柵對平行光進行光譜分光，使不同波長光線以不同角度衍射；最終，聚焦鏡將衍射光匯聚至探測器對應位置，完成光譜信息記錄。 圖1 C-T型光路結構示意圖 該團隊在保留這一經典框架的同時，針對“像差校正”這一核心痛點，提出將“準直鏡與聚焦鏡”替換為自由曲面反射鏡——其中，聚焦鏡通過“分段拼接離軸拋物面”生成，準直鏡則通過Zernike多項式直接優化，從結構源頭解決全波段像差問題。 1.2 子鏡參數計算 自由曲面的初始結構源于“離軸拋物面子鏡”的拼接——拋物面鏡對平行光具有無像差成像特性，但單一離軸拋物面無法適配不同波長的衍射光線（不同波長經光柵衍射后角度不同）。因此，團隊選取三個采樣波長（475nm、500nm、525nm，覆蓋CCD像面50nm光譜范圍），為每個波長設計專屬的離軸拋物面子鏡。 子鏡參數的計算需滿足兩大核心約束： 1）基底約束：以“焦點位于光柵中心”的離軸拋物面為基底（圖2中紅色虛線），確保不同波長的衍射主光線經基底反射后平行于基底軸線； 2）焦點約束：根據探測器初始位置，確定各子鏡的焦點（即主光線與探測器的交點O?、O?、O?）。 圖2 子鏡求解示意圖 通過建立平面坐標系（y'Oz'，O為光柵中心），結合拋物面方程、光柵方程與衍射角計算，團隊最終求出三個子鏡的關鍵參數：曲率半徑分別為995.595mm（475nm）、1001.531mm（500nm）、1006.664mm（525nm），為后續拼接奠定了精準的幾何基礎。
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二、前準直鏡設計 準直透鏡出射光為平行光，對其倒置進行設計。 入射光束直徑=20mm，焦距取f=75mm，FN=3.75 根據原設計，半視場角約為0.015 輸入 DSEARCH 宏并運行 準直鏡結構簡單，兩片元件基本可以滿足。 宏文件和鏡頭文件 請評論區留言聯系工作人員獲取 運行搜索宏可以得到10個初始結構： 從中找出一個最佳結構，接下來進行下一步分析: 使用默認生成的優化宏優化一次，同時控制厚度，輸入 MRG 替換真實玻璃 在鏡頭后方合適位置插入光柵的結構 使用指令： INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4 再調整厚度間距。 鏡頭文件 請評論區留言聯系工作人員獲取 設置表面8的-33.1°的傾斜，使光線垂直進入 三. 后聚焦鏡設計 分光后的不同波長的光線角度用聚焦鏡視場角16.5°表示，FN=4.5。 輸入 DSEARCH 宏并運行 使用4片元件提升像質 元件總長50mm，后焦距50mm 宏文件和鏡頭文件 請評論區留言聯系工作人員獲取 運行搜索宏可以得到10個初始結構： 從中找出一個最佳結構，接下來進行下一步分析: 使用默認生成的優化宏優化一次，輸入 MRG 替換真實玻璃 刪除最后表面的求解，最后的結構及數據： 四、系統組合調整 在光柵之后插入聚焦鏡。
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較小準直鏡的焦距是較大準直鏡焦距的四分之一。 這兩個例子的光源是相同的 光源的照明面積是相同的 光源的立體角是相同的 較大的準直鏡有 更大的焦距 出射光線的立體角較小 更大的橫截面積 較小的準直儀有 較小的焦距 較大的出射光線立體角 較小的橫截面積 正如我們所看到的，在光束的大小和準直度之間有一個權衡。在這個例子中，準直器照明設計可能的“著陸點”是： 高性能準直器體積較大 小準直器（緊湊/輕/便宜的鏡頭），準直度不太好 介于兩者之間 作為鏡頭設計師，有時我們會接到客戶要求，“用最小的發散準直角度設計出最小的可制造鏡頭”。利用étendue的概念和étendue守恒，我們可以在會議現場對該要求是否是合適的設計目標做出合理的假設。在鏡頭設計者和客戶之間規格商討的最初階段，這些快速評估是非常寶貴的。例如，如果您能在與客戶面對面的會議或電話會議中迅速地做出反應，您就能讓自己從一般的鏡頭設計師中脫穎而出。 Ansys Zemax國內可靠代理商 　　光研科技南京有限公司是國內可靠的光學軟件和儀器光電供應商，提供企業定制化上門培訓服務，承接各類光學設計項目，并有一系列自主編寫出版的光學設計書籍。公司擁有一支高素質、高水平、實戰經驗豐富的管理，銷售以及研發團隊，從成立到現在已經為廣大企業，研究所以及高校提供了很多優秀的產品和服務，是光電圈內值得信賴的企業。追光逐夢，研以致用！以用戶的需求為起點，為客戶提供有價值的光學產品和服務一直都是光研科技南京有限公司的宗旨。 　　
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圖1 C-T型光路結構示意圖 該團隊在保留這一經典框架的同時，針對“像差校正”這一核心痛點，提出將“準直鏡與聚焦鏡”替換為自由曲面反射鏡——其中，聚焦鏡通過“分段拼接離軸拋物面”生成，準直鏡則通過Zernike多項式直接優化，從結構源頭解決全波段像差問題。
激光二極管準直鏡的三維追跡圖 激光二極管準直鏡的探測器結果圖 總結 本案例通過 OAS 實現了準直鏡系統的快速設計與優化，相比傳統設計流程效率提升，該設計方案可直接應用于激光打標、安防監控等設備的光學系統開發，助力提升終端產品性能。
激光系統 > 光束傳輸 任務/系統說明 亮點 ?包含像散的激光二極管建模； ?多種選項評估光束準直性→像散的影響； ?透鏡孔徑截斷的光束質量分析； 具體參數：光源 具體參數：準直鏡 具體參數：探測器 結果：3D光線追跡
二、前準直鏡設計 準直透鏡出射光為平行光，對其倒置進行設計。 入射光束直徑=20mm，焦距取f=75mm，FN=3.75 根據原設計，半視場角約為0.015 輸入 DSEARCH 宏并運行 準直鏡結構簡單，兩片元件基本可以滿足。
圖5 光纖與聚焦鏡的關系 圖6 聚焦鏡結構示意圖 f_m=r/(n-1)，聚焦鏡玻璃為H-LAF10，相應的折射率和阿貝數為1.787和47.5，計算相應的焦距為4mm 圖7 準直鏡的示意圖 圖8 聚焦鏡結構圖 圖9 激光合束結構圖 最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
激光系統 > 光束傳輸 任務/系統說明 亮點 ?包含像散的激光二極管建模； ?多種選項評估光束準直性→像散的影響； ?透鏡孔徑截斷的光束質量分析； 具體參數：光源 具體參數：準直鏡 具體參數：探測器 結果：3D光線追跡 結果：
較小準直鏡的焦距是較大準直鏡焦距的四分之一。
較小準直鏡的焦距是較大準直鏡焦距的四分之一。 這兩個例子的光源是相同的 光源的照明面積是相同的 光源的立體角是相同的 較大的準直鏡有 更大的焦距 出射光線的立體角較小 更大的橫截面積 較小的準直儀有 較小的焦距 較大的出射光線立體角 較小的橫截面積 正如我們所看到的，在光束的大小和準直度之間有一個權衡。
用ZEMAX設計簡易LED準直鏡 一. 初始解的構建 1. 為了簡單采用此透鏡由三部分構成: A. 全反射部分, B.
⑤到現在，你做雙膠合、準直鏡、庫克鏡已經沒有問題了，于是你開始做更高難度的東西，你去到處逛社區、泡論壇，與他人交流，看本公眾號文章，慢慢的你接觸到了具體指標的鏡頭，有人讓你去做一個工業相機，于是你去找了論文，查了專利，然而你還是一無所獲，還是不知道該怎么做，于是很多人止步不前了，于是不斷地渴望交流和學習，然而沒人帶你玩。