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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程七十六:模拟透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    Z 2N6r6  
    'F d+1 3  
    ^eh.Iml'@  
    一、光栅设计
    ;OlnIxH(W  
    参考文章中的参数进行设计: QN#"c  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 rGP;0KtQ  
    ]E-/}Ysz  
    eUcb e33  
    "V' r}>  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 '#7k9\  
    α1 = 24.8° ga;nM#/  
    β1 = 41.3° 9\4x<*  
    θ1 = 33.1° h$&Tg_/'#D  
    ZAr6RRv ^  
    5@2Rl>B$  
    设置系统参数: ]lwf6'  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    \J+a7N8m,  
    x4I!f)8Q  
    ,<U= 7<NU  
    b*n3Fej  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 SaXt"Ju,AH  
    vwT1bw.  
    1kvX#h&V  
    N;3!oo4  
    二维图,对应镜头文件: q`1tUd4G  
    K=N&kda   
    @D;K&:~|N  
    h-96 2(LG  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 t`8Jz~G`  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 2nyK'k  
    L<!h3n  
    ;\7`G!q  
    JTKS5 r7?  
    二、前准直镜设计
    nLm'a_  
    @} r*KF-  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    8xLQ" l+"  
    ,7B7X)m{3  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: nX!%9x$3  
    rN&fFI  
    6]1RxrAV  
    ~EBaVl ({  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: o DZZ  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 nGVr\u9z  
    0XA\Ag\`G  
    i3)3. WK^  
    =78y* `L  
    u.2X "  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    k M /:n  
    r ~{nlLO}  
    D9g*+KM&  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 u0wu\  
    /RB%m8@;  
    gveGBi  
    "Erphn  
    三. 后聚焦镜设计
    DNmC   
    rPB Ju0D"  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 I;XM4a  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 Kh3i.gm7g  
    • 使用4片元件提升像质 s>DFAu!  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm r3Ol?p  
    <2(X?,N5BD  
    \l=A2i7TQ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: iYLg[J"  
    t 9(,JC0  
    '{,JuX"n  
    OkRb3}  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: w_U#z(W3l  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Ge)G.>c  
    'cCM[P+  
    Zdrniae ah  
    #`@)lU+/  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: yHY2 SXm  
    Wgf f+7k  
    /*g0M2+OZo  
    eF;Jj>\R+i  
    F~v0CBcAL  
    四、系统组合调整
    t,Tq3zB  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: %5L~&W}^"  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 &kf \[|y  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 +sx(q@  
    - .) f~#8  
    Z&@P<  
    GfgHFv  
    使用如下绘图宏查看结果 T pCXe\W  
    g1XpERsSEV  
    FpB3SJ6 B  
    .&u @-Vm  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 "vYjL&4h  
    Zp/P/97p  
    nVpDjUpN  
    5aVZ"h"  
    .D7Gog3^<  
    ,wr5DQ  
    点列图
    rxx VLW  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 hB 'rkjt  
    /?>W\bP<  
    )3F}IgD  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    3 JlM{N6+  
    -4Q\FLC'k  
    k(`>(w  
     de8xl  
    ZkibfVwe  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 {DVMs|5;^  
    p*jH5h cy  
    参考文献:[1]何振磊,卢启鹏,丁海泉,高洪智.透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计[2][J].激光与光电子学进展,2015,52(12):214-220.   2(Xu?W 7d  
    g6gwNC:aF  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
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    离线落多余
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    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-11
    学习一下啊,不错
    离线寒夜
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    只看该作者 2楼 发表于: 2024-12-11
    挺不错的软件教程。