這節(jié)課將展示如何設(shè)計從一個
激光二極管到一個圓形準直
光束的
光學轉(zhuǎn)換器。我們從一個典型的激光二極管的規(guī)格開始,它在X方向和y方向上有不同的發(fā)散角,設(shè)計任務(wù)比較復雜。以下是我們的設(shè)計規(guī)格:
_kef0K6 Y方向的光束發(fā)散度: 8.5度
y%"{I7!A X方向的光束發(fā)散度: 19 度
11Q1AN 波長為0.403 um
C0T;![/4A 我們將使用OBG命令,它需要高斯腰半徑作為
參數(shù)。首先我們要把發(fā)散角轉(zhuǎn)換成半徑值。
Ni9/}bb 在用戶手冊的3.1.2節(jié)中,我們了解到該程序利用公式將光束半徑轉(zhuǎn)換為發(fā)散角DIV = WAV(p) M2 / π WAIST No
slCx w$ WAIST = WAV(p) M2 / π DIV No 從這里我們得到了y方向的GWR = 0.0008644和x方向的GWR =0.0003868。現(xiàn)在我們創(chuàng)建RLE文件。在EE編輯器中鍵入RLE文件ID LASER DIODE BEAM CONVERTER UNI MMWA1 .403OBG 0.0008644 1 .00038681 TH 202END
Cio
1E-4 然后運行這個宏,你會得到一個結(jié)構(gòu)簡單初始結(jié)構(gòu)
-_=nDH 很容易看出光束在X方向上與在Y方向上的差異: SYNOPSYS AI>BEAMID LASER DIODE BEAM CONVERTER 2434 21-JUL-1813:43:50GAUSSIAN BEAM ANALYSISSURF BEAM RADIUS WAIST LOCATION WAIST RADIUS DIVERGENCE1 8.6440000E-04 -3.8714234E-16 8.6440000E-04 0.1484022 2.968045 -20.000000 8.6440000E-04 0.148402SYNOPSYS AI>XBEAMID LASER DIODE BEAM CONVERTER 2434 21-JUL-18 13:43:52GAUSSIAN BEAM ANALYSISSURF BEAM RADIUS WAIST LOCATION WAIST RADIUS DIVERGENCEBEAM ANALYSIS IS IN THE X-Z PLANE1 3.8680000E-04 -6.0536896E-16 3.8680000E-04 0.3316412 6.632828 -20.000000 3.8680000E-04 0.331641SYNOPSYS AI>
f,U.7E
曲面2上的GBR在Y方向上比在x方向上小得多,我們的第一個任務(wù)是把這個差異消除掉。我們需要在光束的中心插入一個
透鏡。在工作表中,制作一個檢查點,然后單擊WS工具欄中的Insert Element按鈕
。然后點擊PAD顯示器靠近中心的位置,程序?qū)⒃谠撐恢锰砑右粋
鏡片。
<sb~ ^B 我們來看看光束輸出的形狀。輸入MPE,選擇旋轉(zhuǎn)透視選項,并在光束邊緣顯示一個圓形圖案,用紅色表示。然后單擊執(zhí)行。
I9|mG' 旋轉(zhuǎn)顯示器,你會看到X軸上的光束比Y軸上的光束要大得多。
f\|w' 糾正這個問題,需要在表面3上添加一個圓柱體透鏡。在WS中,選擇該曲面,單擊曲率對話框按鈕
,然后選擇Toric或柱面按鈕,并給出Y-Z半徑10毫米和X-Z半徑0。單擊OK按鈕并關(guān)閉對話框。
o_izl\ 現(xiàn)在我們在表面3上有一個圓柱體,但是我們必須調(diào)整它的參數(shù),使表面4上的光束半徑在X方向和y方向上相同。
3#3n!( 創(chuàng)建一個新的宏。我們不希望光束太陡,所以我們要求鏡片厚度由3毫米增加到33毫米。宏如下: PANTVY 2 RADVY 3 RADVY 3 TH ENDAANTM 33 1 A TH 3M 7 1 A P YA 0 0 1 0 4M 7 1 A P XA 0 1 0 0 4 ENDSNAP SYNO 10
I fK,b*% 運行這個宏之后,將創(chuàng)建一個新的RPER繪圖。光束在位置4確實是圓形的。
B6MB48#0gs 但它還沒有像我們希望的那樣進行準直。在WS末尾添加另一個鏡片。
|mZxfI 我們將在曲面5上,使用非旋轉(zhuǎn)對稱的kinoform曲面,形狀為USS 25。創(chuàng)建一個檢查點,在WS中選擇該曲面,然后再次打開曲率對話框。USS選項如下
Wf+cDpK 如下灰面上的箭頭所示,你必須從一個平坦的表面開始改變一個USS形狀。點擊平面按鈕,然后點擊USS按鈕。當一個新的對話框打開時,選擇類型25 Extended DOE,并單擊OK和Close按鈕。
.]8ZwAs=& 我們希望輸出的光束是準直的,添加曲面 7,并使
系統(tǒng)無焦。
Cjn#00 建立一個新的MACro PANTVY 2 RDVY 3 RDVY 4 RDVY 3 THVY 5 G 16VY 5 G 17VY 5 G 18VY 5 G 19VY 5 G 20VY 5 G 21VY 5 G 24VY 5 G 25VY 5 G 26VY 5 G 27VY 5 G 28VY 5 G 29VY 5 G 32VY 5 G 33VY 5 G 34VY 5 G 35VY 5 G 36VY 5 G 37END AANTM 0 10 A P HH 0 0 1 0 5M 7.0 1 A P YA 0 0 1 0 5M 7.0 1 A P XA 0 1 0 0 5GNR 0 .1 9 PGNO 0 .1 9 P ENDSNAP SYNO 22
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