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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
    3xU in  
    _ Uxt9 X  
    Ous_269cM  
    一、光栅设计
    h;(#^+LH  
    参考文章中的参数进行设计: z%cpV{Nu  
    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。 Ka$YKY,  
    ~c*$w O\  
    Hve'Z,X  
    ; Fi(zl  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 O%KP,q&}Y  
    α1 = 24.8° .2V`sg.!  
    β1 = 41.3° :UrS@W^B  
    θ1 = 33.1° ">LX>uYmX-  
    wh~g{(Xvq  
    rnV\O L  
    设置系统参数: ;[ag|YU$Y  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    ~VqDh*0  
    ;Uxr+,x~  
    @TTB$  
    snW=9b)m  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ;>z.wol  
    ~)kOO oH  
    WHM|kt  
    /I>o6CI  
    二维图,对应镜头文件: bZB7t`C5  
    9Un3La8PX  
    PqO PRf  
    v9t26>{~  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 mEUdJvSG(  
    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。 !((J-:=  
    +mgmC_Q(0  
    \9%SR~  
    `<z"BGQ  
    二、前准直镜设计
    mT7B#^H  
    Hlr[x  
    • 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。
    el;eyGa  
    ])sIQ{P  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: g{_wMf  
    8?> #  
    ]hPu  
    ka^sOC+Y  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: :&{:$-h!  
    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 ey~5DY7  
    yyj?hR@rZ  
    [f?fA[, [  
    xDU{I0M  
    !\DlX |  
    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。
    i Sm .E  
    ^Pq4 n%x  
    9uNkd2 #  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 +p%!G1Yz  
    M_+"RKp  
    $hn=MOMc  
    xE2sb*  
    三. 后聚焦镜设计
    /s'7[bSv  
    'K L" i  
    • 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。 gB;5&;T:  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 907N;r  
    • 使用4片元件提升像质 &7i o/d\/  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm q, 8TOn  
    wc%Wy|d  
    ~`uEZ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: S^Lu RF]F  
    '\ MYC8"  
    v/fo`]zP  
    x e~lV  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: _XO3ml\x@  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 e6 R<V]g  
    eVXlQO  
    2~*J<iO&l  
    kgq"b)  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: pn:) Rq0  
    ] WsQ=  
    fbG+.'  
    [eb?Fd~WB]  
    y&-1SP<  
    四、系统组合调整
    YKUb'D:t]  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: hnk,U:7}  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 4P406,T]r  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 ,m`>  
    /e2CB"c   
    - kGwbV}  
    MsaD@JY.y  
    使用如下绘图宏查看结果 fAMk<?  
    o#D;H[' A  
    _uYidtxo=  
    qM$4c7'4P6  
    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 B"@3Qav3  
    )g()b"Z #>  
    Y#/mE!&  
    z154lY}K  
    .~nk' m  
    XTibx;yd<  
    点列图
    R/_bk7o]H  
    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 !R 2;]d*  
    pM|m*k  
    TZl^M h[a  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    ,w9:)B7  
    K+s@.D9J  
    tFi'RRZ  
    c\J?J>xz  
    >!D^F]CH  
    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。 >!U oS  
    nT;Rwz$3  
    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.   KBe\)Vs  
    ?ZqvR^  
    [ 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。