复眼透镜原理分析

laurachen

有两个问题请教一下各位大佬：
1>第二排复眼透镜LA2的作用是什么？可以不要吗？
2>目标接收器的位置必须置于积分透镜L的焦点位置吗？置于焦点前后会有什么影响？

doginrein

1. 复眼透镜的原理是把一个光斑分成很多个小的光斑，未分割前的光斑是不均匀的，但是每个分割后的小光斑自身的均匀性会比较高。LA1起到分割的作用，LA2位于前面LA1子透镜的焦点处，LA2的子透镜对小光斑起到光斑扩大的作用，每个LA2的子透镜结合L透镜，光斑扩大后在面T上的范围都是MN，由于分割的每个小光斑自身都比较均匀，扩大后的光斑也比较均匀，在T面上很多个光斑叠加后的光斑也会比较均匀。  因此LA2是不能去掉的。
2. 根据上述原理，如果不置于L的焦点位置，被LA1子透镜分割的小光斑就不会完全重合，于是均匀性会下降。

路难行1994

楼上说的比较全面了。
其实从你发的这张原理图上就能看出LA2和L的作用：
1、LA1聚焦后的光束发散角较小，如果直接接积分透镜L，上、下方微透镜的光可能只有部分重叠，那均匀性就会下降。你可能会想，那把LA1的焦距缩短，也可以增加经过LA1的光束发散角，没错，但这需要更大的曲率、更小的微透镜尺寸，加工上可能有困难。而增加一个正光焦度的LA2，同样可以把角度扩大，这就是LA2存在的作用之一。另外，LA2也多少起到场镜的作用，图里面只画了水平入射的光束，你可以想象，如果光束是有一定角度入射的，那经过LA1聚焦后光束很容易发散开来，最后观察屏T上的光斑会变得更大和更模糊一些，而LA2可以把向“外”传播的光线拉回向光轴方向传播，一定程度上起到提高效率和均匀性的作用，这是LA2的第二个作用。
2、积分透镜L类似傅里叶透镜，可以把LA2各个子透镜发出的相同出射角的光线汇聚到同一个点。
建议你直接在软件里仿真加不加LA2、L到T距离变化的情况，入射光就按照示意图上设置就行，即只考虑最上面和最下面的微透镜，更直观一些。
另外也不是所有情况下都需要严格满足条件，能达到要求就行，我也见过不用LA2的。

光学小白√

doginrein 发表于 2024-5-13 17:26
1. 复眼透镜的原理是把一个光斑分成很多个小的光斑，未分割前的光斑是不均匀的，但是每个分割后的小光斑自 ...

有个问题请教一下   像这种两片单复眼透镜结构，那他LA1和LA2之间的间隔怎么确定，直接等于焦距吗？

zxjoe167

光学小白√ 发表于 2024-10-31 09:50
有个问题请教一下   像这种两片单复眼透镜结构，那他LA1和LA2之间的间隔怎么确定，直接等于焦距吗？
...

是的，等于焦距，可以用lightools仿真模拟

云中长生

zxjoe167 发表于 2024-11-4 14:20
是的，等于焦距，可以用lightools仿真模拟

有个问题请教下，像这种复眼透镜，凸面都是同向的吗？为什么我看有些资料上是凸面向外的，对向摆置？

ovo

云中长生 发表于 2025-1-7 14:40
有个问题请教下，像这种复眼透镜，凸面都是同向的吗？为什么我看有些资料上是凸面向外的，对向摆置？
...

一般复眼都是一个透镜双面的，两个凸面都向外的

云中长生

ovo 发表于 2025-1-7 14:51
一般复眼都是一个透镜双面的，两个凸面都向外的

您好，感谢回答，我还想知道这种设计怎么确定子透镜单元的长宽呢？


我在论坛别的地方看到说是根据入射光的角度来计算子透镜单元的长宽，但是我不理解的是一般光源不是直接经过准直后，变成平行光入射吗？

这种情况下怎么根据入射光的角度计算子透镜单元的长度？难道是要根据未被准直的光束进行计算？但是打到透镜阵列的不是准直后的光束吗？

但是另一个帖子说 光源过来的准直尺寸是用来计算复眼透镜单元的数目。

那么按照那个光学前辈的思路，假设是对于一个光纤出射的激光，应当先根据出射角计算子透镜单元的长宽，最后根据准直后的尺寸，计算复眼透镜单元的数目。


我的问题依然是 怎么确定子透镜单元的长宽？ 无论是根据入射光的角度还是准直后的光束   我的脑海里没有任何相关公式和理论，当局者迷，还请前辈赐教。

yange666

看这个文献。。。。。。。。。。。。

ovo

云中长生 发表于 2025-1-8 00:28
您好，感谢回答，我还想知道这种设计怎么确定子透镜单元的长宽呢？

使用复眼透镜匀光的光源本身基本都是扩展光源，准直后仍有一定的角度，到达复眼透镜处的光斑大小决定了复眼透镜的口径，入射光的角度会影响光经过复眼第一面小透镜部分无法和第二面的小透镜一一对应，所以和入射光角度有关，由于我用的复眼都是配合dmd的，复眼的子眼长宽比和dmd的长宽比一致，选择复眼透镜的子眼尺寸时考虑dmd的尺寸和中继透镜的焦距和摆放棱镜尺寸限制，确定复眼透镜的子眼焦距和尺寸的关系，不断改变子眼透镜的尺寸（即子眼数量）进行模拟，（理论上子眼越小越均匀，但是过于小对均匀性的影响权重会小），且不好做直到比较均匀且无旁瓣，具体复眼小透镜的尺寸我都是在成品复眼的基础上修改的，以上是我自己琢磨的，也不确定对不对，你可以想一想