登录
首页 » Others » 《Zemax激光光学设计实例应用——自学案例汇编》之<Zemax光纤输出光斑整形光源的选择问题(非序列模式)>

《Zemax激光光学设计实例应用——自学案例汇编》之<Zemax光纤输出光斑整形光源的选择问题(非序列模式)>

于 2020-12-06 发布
0 585
下载积分: 1 下载次数: 6

代码说明:

简介:这份材料是作者自学Zemax光学设计及在实践中应用的案例汇编,提供初学者使用软件作光学系统设计练习,整个过程需要Zemax光学系统设计软件。使用的软件版本为比较常见的2005或2009。因两个版本在某些菜单列表和窗口形式上的些许差异,读者需自行对比测试。最开始的一些例子是基于目前比较常见的教材和习作而进行的细化论述,以丰富本文内容同时对初学者入门更有帮助。作者才疏学浅,不保证该文本的科学性和有效性,其主要作用在于帮助自己对知识进行积累、回顾和追溯。文中会对各个实例的关键位置进行尽量详细的叙述,以达到尽可能全面地掌握知识的目的。本文基于理论与实践的结合,不仅描述如何设计一套光学系统,并且讨Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编FN∏A TWUZ图18-43D光路结构图(混合序列模式)为了减少麻烦,用不着重新在非序列模式中编辑所有组件;我们可以将上述例子直接转换到非序列模式下。步骤为,主菜单 Tools→ MIsce1 aneous→ Convert to NsC Group,在弹出的对话框中,选择要转换的序列范围,比如,这里是从 Surface2到 Surface13,同时注意勾选 Convert file to non- sequenti al mode,确定后即可转换为非序列模式,透镜元件都在。不过,你会发现,原来已有的非序列组件不能转换过来,自动消失了。不过没关系,重新编辑缺失的组件即可。如图18-5所示,添加一个圆柱体(光纤)组件,再添加若干个探测器(方便自己观察的位置即可)BI Non-Sequential Component EditorEdit Solves Errors Detectors Database Tools ViEW Helpobject Typecomment2P351t1hMaterial Front FZ LengthBack rinder volume.050standard I erF1510.70N-5F64R.00冂.000.250standard LerF1511.820N一LAKs.50n6250Toroid a Lers surfaces00Q2.530standard Lerssurfaces45,440D.00Qtandard Lers surfaces4,3200。000standard Lers surfaces47.3z0BA/.0005,350Detector民ect116.000Detector Fect5.200200图18-5非序列光学组件列表接下米,我们米重点说一说光源的选择问题。因为光源的选择会明显影响仿真的实际效果。这里,我们需要个发散型的光源,发散角基本要和光纤的数值孔径相同,光源放在光纤前端——入射端。非序列光源组件有多种类型叫选,包括椭圆形光源 Source e1 lipse半导体光源 Source diode等等。这些可改置发散角的光源是否都满足要求呢,我们要看《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编看这些光源通过光纤组件之后输出一段距离光线的分布情况和聚焦的情况。我们首先选择椭圆形光源 Source e11ipse作为输入光源,放在光纤输入端。表面上看,椭圆形光源 Source e11ipse是一个面光源,可以分别设置两个半轴长度,但实际也是无穷远点光源。要设置光源的发散角,则需要改变发光源的位置,从无穷远改为有限距离。obiectcomment z Position Material*LayoutSourcepie50.020500000Power (wat.. wavenumber color# x Half wi.. Y Half wi.source Di..1.0000.0200.0200.100图18-6椭圆光源参数设置如图18-6所示设置光源参数,类型 object Type选择 Source e11ipse,位置zPoSItion设为-50.02,绘图光线数目 Layout rays设为50,分析光线数目 AnalysisRayS改为500000,半轴长度(相当于光阑) X Half width、 Y Half width均设为0.02(小于光纤半径),光源距离 Source distance设为0.1,其他参数默认即可。如此设置,光源距离和光阑尺寸的配合,恰好获得数值孔径NA为0.2的光源。然后在光纤输岀端、距离光纤端面0.5mm的位置放置一个探测器,检测输出光线分布情况,探测器像素500,尺寸要比预测光斑尺寸略大一些(一般2倍即可)设置完华,打开3D光路结构图,如图18-7所示。可见与图18-4所示的混合序列模式没有明显区别,除了绘图光线均匀性的区别,非序列模式中绘图光线为随机分布方式,而序列模式中绘图光线为均匀分布方式将图像局部放大,观察光纤输入端和输出端,注意光线是否有溢出或者发散角与设想的是否一致等等,分别如图18-8和18-9所示。因为,笔者实测发现一个问题,减小光纤直径,到一定程度之后,就会影响输出端的光线数值孔径,似乎一部分发散角大的光线被消去,输出的光线数值孔径变小了。但是,这时如果将光纤长度缩短到一定程度后,输出光线的数值孔径又能恢复正常。这个问题具体是由什么原理、原因造成的,口前还不知道。也就是说,用这个圆柱体cy1 inder yo lume来模拟光纤,需要注意育径-长度比例,否则丢失信息,读者注意。《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-73D光路结构图(非序列模式图18-83D光路结构图-光纤前端(非序列模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-93D光路结构图-光纤出端(非序列模式)接着,打开探测器观察窗口,再打开光线追迹控制器,追迹所有探测器光线。这里,我们放置了两个探测器,分别在光线输出端口和光线聚焦位置。先看光纤输出端的光线分布,如图18-10所示为相干模式下,光纤输出端附近的光斑形状及光线密度分布情况,从图上看,分布不是很均匀,但大体还是可以看出光斑整体轮廓效果:;再切换到非相干模式下,如图18-11所示,我们看到这时光线分布严重不均匀,甚至光斑轮廓都看不到了,这显然已经和实际经验相去甚远了。133,S1l5宁,四了了4:1F315宁,H4,529,总92H,3屮DETEC T0R工MRGE: COHEEENT工RRFD工FNCED: YHG旺 AM BELTVERT SIST日正,屮日國翼的,题 H NILLLHETERXELS 500WX 591 H. TOTAL HITS =499993FHc:1,用92《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编图18-10探测器光线分析-光线输出端(相干模式)291625222三51292H1DETECTOR工HGE: INCOHERENT RR工HNE正囚,"HM工ET防.PIEs5EW5〗H.卫THT=曾們EF工RRR工RNCE40TE+004 HATTSCH 2TOTHL POWERi 9 9998E-00L HTT5图18-11探测器光线分析-光线输出端(非相干模式)121,5L,2272,55四DETE匚TDR工NRGE: COHERENT工 =EDLNCEND: HG BERM ELTWERY STSTEMTUE MAY正 ETECTOR 9. NSCG SLRFRCE正EW2@H山工TE,FE§5W5H,TfHT=2PEF TRRAOTFNCE i 12785E+00L ATTSCH"?OTAL POWER2.5占5E-2 MATTS图18-12探测器光线分析-聚焦光斑(相干模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编r94:15屮714,72535,32555,123827E58 8317ETEGTUE工MRGE: INCOHEENT RRH工RNCELD: YAG BERM DELIVERY SYSTE1RCE 1SLZE 4I LX 21DE5 H MILLLHE TER PLNELS 59 5X 505 H. OTAL HTs =197978CE::60:m2TOTHL FILER图18-13探测器光线分析-聚焦光斑(非相干模式)再看另外一个探测器,光线经过透镜光学系统整形聚焦后的光斑形状和光线分布情况,相干模式和非相干模式分别如图18-12和18-13所示。同样,相干模式虽然分布也不均匀但基本还能看出光斑轮廓为以椭圆光斑;而非相干模式下,光线分别很不均匀,看上去光斑形状也不是椭圆形,而是一个变形了的菱形。于是,笔者怀疑光源的选择和设置可能不人合理。可能是由于光源本质还是一个点光源,即使通过光纤(圆柱体)后光线也没能有效匀化所致。那么,换一个光源类型,比如半导体光源 Source diode会不会更好一些。如图18-14所示,光源类型选择 Source diode,位置 z Postion设为-50.02,绘图光线数目Layout rays设为50,分析光线数目 Analysis Rays设为500000,发散角X- Di vergence、Y- DI vergence均设为12(匹配光纤数值孔径),其他参数默认即可。如此设置,获得的数值孔径NA差不多也为0.2的光源ε然后同样在光纤输出端、距离光纤端面0.5mm的位置放置一个探测器,检测输岀光线分布情况,探测器像素500,尺寸要比预测光斑尺寸略大一些(一般2倍即可)。更新3D光路结构图,放大观察光纤入射端和输出端的光线情况,分别如图18-15和18-16所示,可见都还比较正常,没有溢出光线,输出发散角也比较合理。《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编object TypeComment Position Material+ I ayout.*Analysi.Source diode0,U∠0object Type Astigmatismx-Diver ge.X-superGa.Y-Diverge.Y-superGasource D1 odel0.0D012.000.0112.0000.01图18-14导体光源参数设置图18-153D光路结构图-光纤前端图18-163D光路结构图-光纤输出端《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品Zemax激光光学设计实例应用—自学案例汇编311,忌HL428,总5732屮9,"F31之18,28187,1H6」5s.92712,3白占2,3日318H1JE TEG TOR工MRGE:Cu仨RENT工 CERO LHNGELD: YAG BERM DELIVERY SYSTE1灯T职R1, NSCE RFACE L江正区W翼四,HM工能防,PXL5E的日H.ILHT=8工RRRL工FNCE:3,1L8HE+2H^2TOTHL PERB,5551E-图18-17探测器光线分析-光线输出端(相干模式)H⑦13屮131忌3L7s叫sDETECTOR工MRGE:工 COHEZET工RRR囗工FCEHG BERM DELIVERY SYSTE正 TECTOR10. NSCG EURFACE LX,啦H工能TE,PX555H而HT=第83工 H:z:22SrCH+图18-18探测器光线分析-光线输出端(非相干模式)《 Matlab辅助激光光学分析与应用》作者出品

下载说明:请别用迅雷下载,失败请重下,重下不扣分!

发表评论

0 个回复

  • ARM_Linux嵌入式系统在农业大棚中的应用
    温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。从硬件设计和软件实现2 方面对该系统进行具体阐述。在实际应用中,该系统运行稳定、可靠。
    2020-11-29下载
    积分:1
  • matlab仿真计算光纤的色散和自相位调制
    在matlab下仿真计算光纤的色散和自相位调制特性
    2020-12-05下载
    积分:1
  • C#远程屏幕监控含源码
    非常实用的远程屏幕监控含源码,可用来直接使用也可以用来学习研究
    2020-12-04下载
    积分:1
  • PCA_ICA_LDA详细介绍与比较
    还在为PCA、ICA、LDA而烦恼吗,作为一个机器学习与模式识别方向的研究生,这三个术语困扰了我很久,自己在网上找了很多的资料,最后发现了这个超级棒的ppt,讲得很清楚明了。好资料当然要相互分享嘛,希望这个ppt同样对大家有所帮助。
    2020-12-02下载
    积分:1
  • 车牌识别的matlab程序
    基于matlab的车牌识别的源程序(可以实现),其中包括车牌定位,车牌矫正,字符分割,字符识别4部分。还有已训练好的BP神经网络用于字符识别。
    2021-05-07下载
    积分:1
  • LeetCode cpp最新中文题解.pdf
    LeetCode cpp最新中文题解.pdfLeetCode cpp最新中文题解.pdfLeetCode cpp最新中文题解.pdf目录3.4 Add binary615.1.5 Binary Tree Level Or-3.5 Longest Palindromic Substring. 62der traversal il3.6 Regular Expression Matching665.1.6 Binary Tree Zigzag3.7 Wildcard Matching67Level Order traversal. 963.8 Longest Common Prefix5.1.7 Recover Binary Search3. 9 Valid Number70Tree983.10 Integer to roman725. 1. 8 Same Tree3. 11 Roman to Integer735.1.9 Symmetric Tree1003.12 Count and Say745.1.10 Balanced Binary Tree.. 1023. 13 Anagrams755.1.11 Flatten Binary Tree to3. 14 Simplify Path76Linked List1033. 15 Length of Last Word775.1. 12 Populating Next RightPointers in each node ii 105第4章栈和队列7952二叉树的构建10641栈795.2.1 Construct Binary Tree4Valid Parentheses79from Preorder and In4.1.2 Longest valid Parenorder Traversa106theses805.2.2 Construct Binary Tree4.1.3 Largest Rectangle infrom Inorder and posHistogram82torder Traversal1074.1.4 Evaluate reverse pol-53二叉查找树108ish notation845.3. 1 Unique Binary Search4.2队列85Trees.1085.3.2 Unique Binary Search第5章树86Trees li.1105.1二叉树的遍历865.3.3 Validate Binary Search5.1.1 Binary Tree PreorderTreeTraversal865.3. 4 Convert Sorted array to5.1.2 Binary Tree InorderBinary Search Tree...112Traversal885.3.5 Convert Sorted List to5.1. 3 Binary Tree PostorderBinary Search Tree113Traversal9054二叉树的递归.1145. 1. 4 Binary Tree Level Or5.4.1 Minimum Depth of Bider traversal)2nary lree115目录5.4.2 Maximum Depth of Bi8.3.,2重新实现 next permunary Tree116tation1425.4.3 Path Sum11783.3递归.1435.4 4 Path Sum il118 8.4 Permutations II1445.4.5 Binary Tree Maximum8.4.1 next permutation... 144Path Suum11984.2重新实现 next permu5.4.6 Populating Next Righttation144Pointers in each node 120843递归1445.4.7 Sum Root to Leaf num8.5 Combinations146bers2185.1递归1468.5.2迭代147第6章排序1238.6 Letter Combinations of a phone6.1 Merge Sorted Array123umber1476.2 Merge Two Sorted Lists12486.1递归1486.3 Merge k Sorted Lists124862迭代96.4 Insertion Sort List125第9章广度优先搜索1506.5 Sort list1269.1 Word Ladder1506.6 First Missing Positive1279.2 Word Ladder il1546.7 Sort Colors1289.3 Surrounded regions162第7章查找94小结16413194.l适用场景1647.1 Search for a range131942思考的步骤7.2 Search Insert Position.13294.3代码模板1657. 3 Search a 2D Matrix133第10章深度优先搜索173第8章暴力枚举法13510.1 Palindrome Partitioning1738.1 Subsets13510.2 Unique Paths1768.1.1递归1350.2.1深搜1768.1.2迭代.1371022备忘录法.1768.2 Subsets il13810.23动规177821递归13810.24数学公式1788.2.2迭代.14110.3 Unique Paths Il1798. 3 Permutations14210.3.1备忘录法1798.3.1 next permutation14210.3.2动规.180目录10.4 N-Queens1813.4 Maximal rectangle21310.5 N-Queens II18413.5 Best Time to Buy and Sell Stock10.6 Restore ip addresses186.21410.7 Combination Sum18813.6 Interleaving String21510.8 Combination Sum Il18913.7 Scramble String21710.9 Generate Parentheses.19013. 8 Minimum Path Sum.22210.10 Sudoku solver19213.9 Edit Distance22410.11 Word Search.19313. 10 Decode Ways.22610.12小结19513. 11 Distinct sub22710.12.1适用场景19513. 12 Word Break22810.122思考的步骤19513 13 Word Break il2300.12.3代码模板197第14章图23210.12.4深搜与回溯法的区別.19714. 1 Clone Graph23210.12.5深搜与递归的区别..197第15章细节实现题235第11章分治法19915.1 Reverse Integer2351.1 Pow(x, n)19915.2 Palindrome Number.23611. 2 Sqrt(x)20015.3 Insert Interval237第12章贪心法20115.4 Merge Intervals23812.1 Jump game20115.5 Minimum Window Substring23912.2 Jump game II15.6 Multiply Strings24112. 3 Best Time to buy and Sell stock 20415.7 Substring with Concatenation12. 4 Best Time to buy and sell stock l205of all words24412. 5 Longest Substring Without re15.8 Pascal,s Triangle245peating Characters20615.9 Pascals Triangle Il24612.6 Container with Most Water.. 207 15.10 Spiral Matrix24715.11 Spiral matrix II248第13章动态规划20915.12 ZigZag Conversion25013. 1 Triangle20915.13 Divide Two Integers25113.2 Maximum Subarray15. 14 Text Justification25313.3 Palindrome Partitioning II1215.15 Max Points on a line255目录第1章编程技巧在判断两个浮点数a和b是否相等时,不要用a==b,应该判断二者之差的绝对值fabs(a-b)是否小于某个阈值,例如1e-9。判断一个整数是否是为奇数,用x%2!=0,不要用x%2=1,因为ⅹ可能是负用char的值作为数组下标(例如,统计字符串中每个字符岀现的次数),要考虑到char可能是负数。有的人考虑到了,先强制转型为 unsigned int再用作下标,这仍然是错的。正确的做法是,先强制转型为 unsigned char,再用作下标。这涉及C十整型提升的规则,就不详述了。以下是关于STL使用技巧的,很多条款来自《 Effective STL》这本书。vector和 string优先于动态分配的数组首先,在性能上,由于 vector能够保证连续内存,因此一旦分配了后,它的性能跟原始数组相当;其次,如果用new,意味着你要确保后面进行孓 delete,一旦忘记了,就会出现BUG,且这样需要都写一行 delete,代码不够短再次,声明多维数组的话,只能一个一个new,例如int** ary = new int*[row_num];for(int i=0: i< row num; ++1)ary [i] new int [col_num]用 vector的话一行代码搞定vectorary(row_num, vector(col_num, 0))使用 reserve来避免不必要的重新分配第2章线性表这类题目考察线性表的操作,例如,数组,单链表,双向链表等。2数组2.1.1 Remove Duplicates from Sorted array描述Given a sorted array, remove the duplicates in place such that each element appear only onceand return the new lengthDo not allocate extra space for another array, you must do this in place with constant memoryFor example, Given input array A =[1, 1, 2Your function should return length =2, and a is now [1, 2]分析无代码1/ LeetCode, Remove Duplicates from Sorted Array//时间复杂度0(n),空间复杂度0(1)class Solution tublicint removeDuplicates(vector& nums)tif (nums empty o) return 0;int index =ofor (int i =1: i nums size: 1++ iif (nums [index] ! nums [i])nums [++index]= nums [i]return index 12.1数组代码2//LeetCode, Remove Duplicates from Sorted Array/使用STL,时间复杂度0(n),空间复杂度0(1)class Solution ipublicint removeDuplicates(vector& nums)treturn distance(nums begin(), unique(nums begin(), nums end ())代码3/ LeetCode, Remove Duplicates from Sorted Array/使用STL,时间复杂度0(n),空间复杂度0(1)lass Solution fublicint removeDuplicates(vector& nums)treturn distance(nums begin(, removeDuplicates(nums begin(, nums end(), nums begintemplateOutIt removeDuplicates(InIt first, InIt last, OutIt output)thile (first last)i*output++ = *firstfirst upper_bound(first, last, *firstreturn output相关题目Remove Duplicates from Sorted Array I,见§2.1.22.1.2 Remove Duplicates from Sorted Array II描述Follow up for"Remove Duplicates " What if duplicates are allowed at most twice?For example, Given sorted array a =[1, 1, 1, 2, 2, 3]Your function should return length=5, and A is now [1, 1, 2, 2, 3分析加一个变量记录一下元素出现的次数即可。这题因为是已经排序的数组,所以一个变量即可解决。如果是没有排序的数组,则需要引入一个 hashmap来记录出现次数。4第2章线性表代码1// Leet Code, Remove Duplicates from Sorted Array II//时间复杂度0(n),空间复杂度0(1)//qauthorhex108(https://github.com/hex108)class Solution tublicint removeDuplicates(vector& nums)tif (nums size(
    2020-12-04下载
    积分:1
  • NSST(非下采样剪切波变换)matlab工具箱
    NSST变换,可用于图像融合,分割等方面
    2020-07-03下载
    积分:1
  • 大数据。基于hadoop的网站日志分析系统(附带web展示页面)
    基于Hbase的网站日志分析系统(附带web展示页面) 基于Hbase的网站日志分析系统(附带web展示页面)基于Hbase的网站日志分析系统(附带web展示页面)
    2020-12-11下载
    积分:1
  • 802.11 WLAN物理层仿真源代码 matlab
    802.11 WLAN物理层仿真源代码,使用matlab写的,比较新,比较全面,从发送端到信道到接收端都有
    2020-11-29下载
    积分:1
  • costas锁相环matlab仿真程序
    一个关于科斯塔斯环的MATLAB仿真程序,,希望有人需要哈
    2021-05-06下载
    积分:1
  • 696516资源总数
  • 106914会员总数
  • 0今日下载