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基于ZEMAX的激光扩束镜的优化设计


光学软件设计

实验报告: 基于 ZEMAX 的激光扩束镜的优化设计

姓名: 学号:2011146211

一、实验目的
学会使用 ZEMAX 软件对多重结构配置的激光束扩大器进行优化设计。

二、实验要求
1、掌握使用多重结构配置。 2、进一步学习构建优化函数。

三、实验内容
设计一个激光扩束器,使用的波长为 1.053um,输入光束直径为 100mm,输出光束的 直径为 20mm,且输入光束和输出光束平行。要求只使用两片镜片,设计必须是伽利略式的 (没有内部焦点) ,在镜片之间的间隔必须不超过 250mm,只许使用 1 片非球面,系统必须 在波长为 0.6328um 时测试。 1、打开 ZEMAX 软件,关闭默认的上一个设计结果,然后新建一个空白透镜。 2、在 IMA 面(像平面)前使用 insert 插入 4 个面,输入相关各面的厚度、曲率半径和 玻 璃 类 型 值 。

3 、 点 击 Gen 设 置 入 瞳 直 径 为 100 , 点 击 Wav 设 置 波 长 为 1.053 微 米 。

4、在主菜单 Editors 里构建一个优化函数,将第一行操作数类型改为 REAY,surf 输入 5,Py 输入 1,taiget 输入 10,weight 输入 1。

5、在评价函数编辑窗中选工具—默认优化函数。选 reset,将“开始在”的值设置为 2,

确定。 6、点击 Opt 进行优化,优化后生产 OPD 图。

7、 将第一面的 conic 设置为变量 (control+z) 。 再次进行优化, 重新生产 OPD 图并观察。

8、将三个曲率和圆锥西数的变量状态去掉。 9、点击 Wav 重新配置光波长,将之前的 1.053 改为 0.6328,确定后再次更新 OPD 图 并 分 析 。



10、将第二面的厚度 250mm 设为可变,然后再次点击 Opt 优化,重新生成 OPD 图。 时 去 掉 第 二 面 的 可 变 状 态 。

11、从主菜单—编辑中调出多重结构编辑窗,在这个窗口的编辑菜单中选“插入结构” 来插入一个新的结构配置,双击第一行第一列,从下拉框中选 wave,在同样的对话框里为 wavelength 选 择 1 , 确 定 。 在 config1 下 输 入 1.053 , 在 config2 下 输 入 0.6328 。

12、为多重结构编辑器加入新的一行,在新的“1”行的第一列双击,然后选 THIC 为 操作数类型。 从 surface 列选 2, 确定。 在 config1 下输入 250, config2 下也输入 250。 将 config2

下的第二面厚度设为变量。

13、回到优化函数编辑器。选工具—默认优化函数,在显示的对话框中将“开始在”的

值改成 1,确定。 14、在结构配置 1 的第一个 OPDX 行之前插入新的一行,将新加的这一行的操作数类 型改为 REAY,为 surf 输入 5,Py 输入 1,target 输入 10。结构配置 2 中不需要更改。

15、回到 LDE,将第 1、2 和 4 面的曲率半径以及第 1 面的 conic 设为变量。重新优化。 16、此时双击多重结构的 config1 列头,更新 OPD 图,得到关于 1.053 波长的 OPD 图; 同 样 若 双 击 config2 列 头 , 则 得 到 0.6328 波 长 的 OPD 图 , 分 析 像 质 。


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