FRED案例：矩形微透镜阵列
介紹
?
小透鏡陣列可應用在很多方面，其中包含光束均勻化。本文演示了一個用于在探測器上創建均勻的非相干照度的成像微透鏡陣列的設計。輸入光束具有高斯輪廓，半寬度等于微透鏡陣列大小，并且顯示了其功率輪廓被微透鏡陣列消除掉。
?
系統輸出
?
簡單示例系統由單色光源組成，空間高斯切趾功率（1/e2=5mm）和0.6度半發散角，兩個相同的33*33透鏡陣列（10mm孔徑），微透鏡焦距4.80mm和單個微結構0.3mm，成像透鏡焦距100mm及位于成像透鏡的后焦平面位置的一個探測器平面。
?
成像結構如下所示，fLA1 < a12 < fLA1 + fLA2。在探測器平面上照明區域的直徑由下式給出：
?
照明平面上的半發散角度由下式給出：
?
在FRED文件給出的例子中，對于指定的微透鏡陣列和成像透鏡，結構如下給出：
?
DFT=6.07mm
θ≈4.4o
?
微透鏡構建
?
微透鏡的結構包括一個輸入平面，陣列式的基面和接近于微透鏡陣列裁剪體的外邊緣表面。這些組件如下所示：
?
可以采取以下步驟來創建微透鏡陣列的幾何結構。
1. 創建一個組件來控制微透鏡陣列的組件（Menu > Create > New Subassembly）。
2. 創建一個半寬度對應陣列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED原始構造用于定義平面（Menu>Create>New Element Primitive>Plane）。創建一個半寬度對應排列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED元件的初始結構使用平面（Menu>Create>New Element Primitive>Plane）。
3. 創建一個包含基面的自定義元件節點（Menu>Create>New Custom Element）。這個自定義元件節點將陣列形成微透鏡出射面。
a. 在步驟3中，創建一個新的表面作為自定義元件的子元件（Menu>Create>New Surface）。在這種情況下，表面類型：conic=1， R=-2.2。表面的孔徑選項上，調整外邊界X和Y的尺寸設置為陣列間距（0.15mm）的一半。Z-長度應該減小到包含表面的最小尺寸（提示：使用腳本語言的Sag函數來找到半孔徑必須的Z-長度)。
b. 整列步驟3中創建的自定義元件的基表（鼠標右鍵點擊自定義元件節點并選擇“Edit/View Array Parameters”）。在這個例子中，在X和Y方向上定義的陣列間距等于在每個方向上的微透鏡間距。對于33x33微透鏡陣列，在每個方向上的最小和最大元胞值設置為-16到+16。
4. 添加另一個自定義元件到組件節點，它包含邊緣面，可以由擠壓一個沿z軸的封閉曲線組成。
a. 將曲線添加到自定義元件節點（Menu>Create >New Curve），并將其類型設置為“Segmented”。在電子數據表格區域右擊鼠標并選擇“Generate Points”來打開一個可以用于快速指定一個封閉的分段曲線的實用工具。在這個例子中,孔徑的形狀是半孔徑為4.95mm的方形。在分段曲線生成對話框中我們可以選擇以下設置：
i. # points around generating curve = 4?
ii. X semi-width = Y semi-width = 4.95?
iii. Orientation = Top edge parallel to X axis?
iv. Type = circumscribe?
b. 添加表面到自定義元件，并將其類型設置為“Tabulated Cylinder”。準線曲線應該是來自4a的封閉曲線，并且其Z方向應該設置為微透鏡陣列（Z=1.2）的厚度。表面對話框的孔徑選項上設置其x和y裁剪體外邊界略大于微透鏡陣列的孔徑（例如4.96）。z裁剪體應該足夠大，以包含擠壓表面。
仿真結果
?
系統布局原理圖中所示的三種光束可以在FRED附加示例文件中進行模擬，通過使用鼠標右鍵單擊菜單選項的切換光源“InputSource 1”，“InputSource 2”和“InputSource 3”可追跡。光源“FullAperture”設置為不可追跡。光線追跡的結果如下所示。
?
當光源“FullAperture”可追跡時，其照射輪廓是5mm半寬度的高斯形，如下所示。
?
?
在探測平面上的最終分布如下所示：
?
在光照平面上的強度輪廓如下所示。
?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的FRED案例：矩形微透镜阵列的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： 什么是5g卡，5g有啥好的
- 下一篇： LabVIEW热敏电阻温度计程序