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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
    H3 m8  
    mVm4fHEYwU  
    rhY_|bi4P  
    一、光栅设计
    *,#q'!Hq  
    参考文章中的参数进行设计: #Ws 53mT  
    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。 OM9 6`  
    #i@h{ R01  
    (;6s)z  
    ZL%VOxYqi  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 ValS8V*N1  
    α1 = 24.8° oL *n>dH  
    β1 = 41.3° 3n(*E_n  
    θ1 = 33.1° K&pM o.  
    ER|!KtCSM  
    Q5E:|)G  
    设置系统参数: p$!@I  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    UR>_)*  
    gM_:l  
    IUhp;iH  
    *Wyl2op6  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 Xt(! a  
    6$B'Q30}r  
    ~8Sqa%F>  
    l L2-.!]R  
    二维图,对应镜头文件: kfpm=dKL  
    8[\ 79|  
    -h\@RC  
    &X w`T9<  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 w yD%x(  
    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。 \8_V(lU   
    /"0as_L<  
    Ff/Ig]Lb  
    !d4HN.a7+u  
    二、前准直镜设计
    |(%AM*n  
    3}M \c)  
    • 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。
    /Nqrvy=  
    ^_w*XV  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ]N\6h(**wy  
    -c$z 2Q)  
    Fg@ ACv'@  
    U+!UL5k  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 3LfTGO  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 9 x [X<  
    FH -p!4+]  
    8on[%Vk  
    lQr6;D}+  
    b3^R,6]x&  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    D5[VK `4Z  
    AFtCqq#[  
    )=(n/vckM  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 [0{wA9g  
    `wV|q~  
    ris;Iu^v0  
    6BPAux.]  
    三. 后聚焦镜设计
    F(G<* lA  
    KQW!\y?$"  
    • 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。 ?k w/S4  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 {*nEKPq(_*  
    • 使用4片元件提升像质 X o_] v  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm zK /f$}  
    Z_jn27AC  
    !Pe1o-O  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: y$v@wb5  
    P[1m0!,B  
    As p8qHS  
    E.4n}s  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: IKtiR8  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 &V FjH W  
    xtu]F  
    (-#rFO5~l  
    B{N=0 cSi  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: kYTOldfY2  
    WkcH5[  
    Flne=ij6g  
    t3Qm-J}wSB  
    U !.~XT=  
    四、系统组合调整
    5@CpP-W#  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: sOjF?bCdO  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 s|BX> 1  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 D'85VZEFyo  
    3[iSF5%V*p  
    QQSH +  
    >9(7h&[Y  
    使用如下绘图宏查看结果 PGMv(}%;  
    3[,wMy"  
    u% r!?-z  
    *u<rU,C8  
    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 sio)_8tp  
    X!2.IsIS8  
    %e(9-M4*  
    HgS<Vxmq  
    +$(71#'y  
    2z[r@}3  
    点列图
    Q*,6X*W!~  
    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 ef^Cc)S-Q  
    ?'TA!MR  
    XX*'N+  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    b1eK(F  
    |K'Gw}fX/  
    -qs(2^  
    r94j+$7  
    Dl>*L  
    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。 0>I]=M]@  
    Wk0>1 rlu  
    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.   9"[!EKW  
    v&k>0lV, ^  
    [ 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。