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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。

玻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

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 5， Py 输入 1， taiget 输入里构建一个优化函数，将第一行操作数类型改为

10， weight 输入 1。

REAY ， surf 输入

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O PD 图并观察。

并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

分

1.053 改为0.6328，确定后再次更新

析

OPD 图

。

此10、将第二面的厚度

时去掉

250mm

第

设为可变，然后再次点击Opt

二面的可

优化，重新生成

变状

OPD

态

图。

。

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。