[原創(chuàng)]ZEMAX與光學(xué)設(shè)計(jì)案例：激光擴(kuò)束系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)與公差分析 [復(fù)制鏈接]

初入光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)間不久，也是靜水流深光學(xué)第3期提高班學(xué)員，平時(shí)也經(jīng)常交流，最近應(yīng)靜水流深光學(xué)工作室的Still_Water邀請(qǐng)寫(xiě)一篇稿子，也不好意思拒絕。雖然能力有限，但是還是整理了下平時(shí)工作中的一個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，分兩帖，一帖設(shè)計(jì)，一帖公差分析。來(lái)和大家分享一下，多有不足，還請(qǐng)各位朋友交流指導(dǎo)。 :k&5Z`>)  
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1、激光擴(kuò)束系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo) A5q%ytI  
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該設(shè)計(jì)是整機(jī)系統(tǒng)中的一部分，接到的任務(wù)是對(duì)一個(gè)準(zhǔn)直的激光進(jìn)行10倍擴(kuò)束，老板也不是很清楚指標(biāo)，但是和激光部的人員溝通下來(lái)，激光器出射的是口徑2mm的高斯光，激光器內(nèi)部有一部分整形準(zhǔn)直。后面再進(jìn)行10倍擴(kuò)束的目的主要是壓縮視場(chǎng)角度，激光器出射的激光發(fā)散角度是3.5mrad（大概在0.2°），發(fā)散角度太大，需要壓縮到0.5mrad以內(nèi)。 VT:m!<^  
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對(duì)于這樣的解釋也就基本上了解了，對(duì)于我光學(xué)設(shè)計(jì)的輸入就明確了，口徑2mm，視場(chǎng)0.2°，另外波長(zhǎng)是532nm，設(shè)計(jì)時(shí)候壓縮到0.35mrad，十倍擴(kuò)束壓縮發(fā)散角，為加工和機(jī)械裝配留余量。 GiS{=+=5  
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2、ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)部分 =N?K)QD`  
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（1）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 @\)a&p
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ZEMAX設(shè)計(jì)三部曲，孔徑，視場(chǎng)，波段，靜水流深課程中都有詳細(xì)接收，抱歉，平時(shí)經(jīng)常請(qǐng)教他們，在這里拍個(gè)馬屁，做個(gè)廣告。 @FLa i  
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孔徑設(shè)置中，直接設(shè)置入瞳直徑為2mm，至于切趾類型（可能分布類型更好理解），高斯激光可以選擇設(shè)置均勻的，也可以選擇高斯，做下來(lái)區(qū)別不是很大。另外，由于這個(gè)設(shè)計(jì)師無(wú)焦系統(tǒng)，所以需要選擇無(wú)焦像空間。當(dāng)然有人喜歡在最后一個(gè)面加入Paraxial近軸面轉(zhuǎn)化為有焦系統(tǒng)，不做評(píng)述。 $ 0
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視場(chǎng)設(shè)置，點(diǎn)擊視場(chǎng)，這設(shè)置就比較簡(jiǎn)單的了，點(diǎn)，點(diǎn)，點(diǎn)就OK了。這里和老師們上課講的有點(diǎn)區(qū)別，就是視場(chǎng)設(shè)置歸一化正常是0，0.707，1。新版本軟件中則是0，0.5，1。不知道有什么區(qū)別，大佬有知道的可以和我說(shuō)下，謝謝！ P$hmDTn72  
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波段設(shè)置，也和視場(chǎng)一樣，沒(méi)技術(shù)含量了。 "v[?`<53^l  
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（2）系統(tǒng)參數(shù)構(gòu)建與設(shè)計(jì) \EC7*a0  
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擴(kuò)束系統(tǒng)其實(shí)很簡(jiǎn)單，構(gòu)型就是伽利略望遠(yuǎn)鏡，在ZEMAX中直接用兩個(gè)平板來(lái)搭建一個(gè)初始結(jié)構(gòu)，然后進(jìn)行優(yōu)化分析。 'i7!"Y6>  
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這是二維圖，然后添加一些操作數(shù)，進(jìn)行優(yōu)化邊界控制。首先，由于入瞳口徑是2mm，十倍擴(kuò)束后，出瞳大小是20mm，用操作數(shù)EXPD來(lái)控制出瞳為20mm；其次，利用MNCA來(lái)控制住兩個(gè)平板的間隔不要小于0，因?yàn)檫@個(gè)值是前后兩個(gè)透鏡焦距之差（高斯光學(xué)下），所以需要設(shè)置變量。設(shè)置好后，變量就是兩個(gè)透鏡前后兩個(gè)面和透鏡間隔，然后進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化操作數(shù)如下所示：
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