第13课.带有衍射光学元件的激光扩束器在第11课中，您了解了如何使用普通球面透镜设计激光扩束器，并了解到需要多个透镜元件才能获得良好的性能。
第12课采用相同的设计，使用两个非球面元件，效果极佳。
本课程将证明您可以使用DOE（衍射光学元件）。
to within10%.目标是将腰半径为0.35mm的HeNe激光器转换成直径为10mm且均匀至10％以内的光束这是我们初始的输入文件：RLE!Beginning of lens input file.。
ID KINOFORM BEAM SHAPERWA1.6328!Single wavelengthUNI MM!Lens is in millimetersOBG.351!Gaussian object;waist radius-.35mm;define full aperture=1/e**2point. 1TH22!Surface2is22mm from the waist.2RD-2TH2GTB S!Guess some reasonable lens parameters;use glass type SF6from Schott catalog SF63TH20!Surface3is a kinoform on side2of the first element3USS16!Defined as Unusual Surface Shape16(simple DOE)CWAV.6328!Zones are defined as one wave phase change at this wavelengtHIN1.798855!Assume the zones are machined into the lens.You can also apply!afilm of a different index.RNORM14TH2GTB S SF64USS16 CWAV.6328 HIN1.798855 RNORM1!The first side of the second element is also a DOE5CV0TH50!Start with a flat surface7!Surfaces6and7existAFOCAL!because they are required for AFOCAL output.END!End of lens input file.我们给第2个表面指定了一个合理RD值。
这是现阶段还没有DOE的非球面系数的系统：光束被扩展但没有准直，并且强度分布仍然是高斯输入光束的强度分布。
任务是找到能够实现我们两个目标的DOE OPD目标。
首先，让我们将第二个透镜的两边保持为平面。
这是优化MACro：PANT!Start of variable parameter definitions.RDR.001!This is a very small beam,so use smaller derivative increments to start with VY2RADVLIST TH3!Vary the airspaceVY3G26!Vary term Y**2,VY3G27!Y**4,VY3G28!and Y**6VY4G26!Do the same at surface4VY4G27VY4G28ENDAANT!Start of merit function definitionAECACCLUL15011A TOTL!Prevent the system from growing too largeM51A P YA00105!Ask for a beam radius of5mm on surface5M01A P FLUX00106!Ask for a flux falloff of zero at several zonesM01A P FLUX00.9806M01A P FLUX00.9706M01A P FLUX00.9606M01A P FLUX00.9506M01A P FLUX00.9406M01A P FLUX00.9306M01A P FLUX00.9206M01A P FLUX00.9106M01A P FLUX00.8506M01A P FLUX00.806M01A P FLUX00.706M01A P FLUX00.506M01A P FLUX00.306GSO0.110P!Control the output ray OPD over an SFAN of10rays,GSR010010P!and some transverse aberrations too.END!End of merit function definition.SNAPSYNO40这个PANT文件改变了一些通用的G变量，我们在上一课中使用它来改变镜头元件上的一些非球面系数项。
但在这种情况下，表面已经被定义为USS类型16，这是一个简单的DOE表面，因此这些选项改变了定义该形状的系数。
（键入HELP USS以了解您可用的形状以及G系数如何应用于它们。
）我们运行这个宏，镜头看起来很有希望。
所以我们再次运行它然后模拟退火几个周期。
结果变得更好了。
我们尝试改变一些高阶系数。
我们在两个DOE上添加新系数，最高为G31，即Y**12系数。
重新优化后，镜头看起来大致相同，但评价函数下降到3.13E-7。
看起来结果收敛了！How does the flux vary over the aperture now?We type the command光通量如何随孔径变化？我们输入命令FLUX100P6并得到一条美丽的曲线，几乎是直的，显示在左下方。
这确实是一个很好的设计。
现在的问题是，可以被加工吗？表面4的空间频率是多少？如果它太高，制造技术可能会遇到麻烦。
我们打开MMA对话框以选择MAP命令的输入。
我们选择一个HSFREQ over PUPIL的图，对象为POINT0，而raygrid CREC的网格为7，DIGITAL输出和PLOT。
结果显示在镜片边缘右侧，下方的频率为99.43c/ mm。
10微米/周期，这是可以制作的，但不容易被加工。
我们可以减少到50c/mm吗？我们将变量5RAD添加到变量列表中，并为AANT文件添加新的像差：M50.01A P HSFREQ00104程序现在控制表面4上的频率。
我们重新优化，现在表面5略微凸起，4上的空间频率正好在50c/mm。
光通量均匀性与以前一样好。
任务完成！我们做得怎么样？在光束重构之前，运行DPROP命令，检查曲面3处的轮廓。
这显示了该点处光束的高斯分布。
DPROP P003SURF3L RESAMPLE现在在表面上6做同样的事情。
DPROP P006SURF3L RESAMPLE下面是生成的系统的RLE文件，如果评估它，可以将其复制并粘贴到编辑器中：RLEID KINOFORM BEAM SHAPERFNAME'L13L1.RLE'MERIT0.270980E-05WA1.6328000WT11.00000APS1AFOCALUNITS MMOBG0.35000000 1.00000000AIR1CV0.0000000000000TH22.00000000AIR2RAD-0.8227781050995TH 2.000000002N11.798817102CTE0.810000E-052GTB S'SF6'3CV0.0000000000000TH74.00214849AIR3USS16CWAV0.632800HIN 1.79880055.000000RNORM 1.000003XDD10.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+00 3XDD20.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+00 3XDD3 2.6875641E+02 5.7065730E+01-4.1566734E+01 2.8677115E+01-1.6241740E+01 3XDD4 4.7211923E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+004CV0.0000000000000TH 2.000000004N11.798817104CTE0.810000E-054GTB S'SF6'4USS16CWAV0.632800HIN 1.79880055.000000RNORM 1.000004XDD10.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+00 4XDD20.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+00 4XDD3 5.6803879E+00-9.1936550E-03 6.0997390E-04-5.7203063E-05 2.2090382E-06 4XDD4-3.5824860E-080.0000000E+000.0000000E+000.0000000E+005RAD-159.6274584523634TH50.00000000AIR6CV0.0000000000000TH0.00000000AIR7CV0.0000000000000TH0.00000000AIR END。