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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
    6WG g_x?3  
    lMvOYv  
    rlY0UA,  
    一、光栅设计
    vB_3lAJt@  
    参考文章中的参数进行设计: K3[+L`pz  
    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。 ;..z)OP_  
    2J&~b8:  
    &|#[.ti1  
    2*z~ 'i  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 Xi[]8o  
    α1 = 24.8°  ,S=[#  
    β1 = 41.3° L#byYB;E{  
    θ1 = 33.1° eDZ8F^0  
    nf 8V:y4  
    <;PKec  
    设置系统参数: ckA\{v  
    • 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
    [B)!  
    |;wc8;  
    YxJQ^D`  
    8$\j| mN  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 {Fw"y %a^  
    PD0&ep1h7G  
    `M6"=)twu  
    P7XZ|Td4*  
    二维图,对应镜头文件: ra T9  
    yT@Aj;X0v  
    &3Zb?  
    -?)^ hbr  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 {jB> ]7  
    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。 nWIZ0Nde'  
    /h+ W L  
    W{"sB:E  
    \~E?;q!  
    二、前准直镜设计
    $e7%>*?m  
    _) x{TnK  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    Yjc U2S"=P  
    x'x5tg  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: fe/;U=te  
    OVi < d  
    AF{uFna  
    )4=86>XJT  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: d/Q#Z  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 CsA(oX  
    )tI^2p{  
    u_^mN9h  
    \+R%KA/F  
    Q /4-7  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    T(?w}i  
    -K =.A* }  
    9Q4{ cB  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 K'Ywv@  
    mufGv%U2  
    .t1:;H b  
    `CS\"|z  
    三. 后聚焦镜设计
    9AVj/?kmU  
    f%o[eW#  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 6U*CR=4  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 'cpm 4mT  
    • 使用4片元件提升像质 Q`9c/vPU  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm MRt"#CO  
    =m2_:&@0x  
    (`dz3 7@*  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: KBB)xez8  
    d*d:-f~q  
    ih0a#PB8  
    =;0-t\w!  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 940:NOgm  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 2@ZVEN  
    *0>`XK$mWo  
    nKm# kb  
    'M~`IN`  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: D5c 8sB  
    ~6t!)QATnp  
    ruGJZAhIA^  
    -orRmn6}  
    >whv*@Fr  
    四、系统组合调整
    D;> 7y}\  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: =6dAF"b)  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 IQO|)53)  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 bs"J]">(N  
    66pjWS {X  
    3LETzsJ  
    v ^h:E  
    使用如下绘图宏查看结果 g9" wX?*  
    [ *Dj:A)V^  
    EU[eG^/0@  
    /*y5W-'d^  
    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 ^ 0YQlT98  
    M)oKtiav*  
    dHIk3j-!  
    T<0r,  
    &'>m;W  
    $,~Ily7w  
    点列图
    G*N[tw  
    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 /X_L>or  
    P5?VrZy  
    I0zx'x)F  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    \+V"JIStUj  
     !vf:mMo  
    +u Iq]tqe  
    t/;0/ql\  
    T9V=#+8#"  
    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。 ! eZls  
    *Mhirz% iD  
    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.   T>asH  
    :u,.(INB  
    [ 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。