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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
    g[4WzDF*  
    M9%$lCl   
    --BW9]FW  
    一、光栅设计
    h <<v^+m  
    参考文章中的参数进行设计: ^^ixa1H<  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 "3Y0`&:D  
    IJcsmNWm  
    GnJt0{  
    4BpZJ~(p  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 `r 3  
    α1 = 24.8° ; BHtCuY  
    β1 = 41.3° KoT%Mfu  
    θ1 = 33.1°  rjnrju+  
    wN~_v-~*Q  
    f]sr RYSR  
    设置系统参数: DZtsy!xA  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    {]4LULq  
    8Z=R)asGS  
    ,r_Gf5c  
    5]:U9ts#  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 =41?^1\  
    X|]A T9W  
    e~"U @8xk~  
    (X*^dO  
    二维图,对应镜头文件: =>~:<X.,  
    3F^Q51:t  
    1EX;MW-p<T  
    j8:\%|  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 F#5~M<`.o  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 SiN0OB  
    S)"Jf?  
    2&J)dtqz  
    YKK*ER0  
    二、前准直镜设计
    -X6PRE5a2  
    ]JQULE)  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    b4Ekqas  
    S~G ]~gt  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: t\O16O7S  
     &q*Aj17  
    ,zY{  
    w7&A0M  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: C\hM =%  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 J C}D` h  
    1s;S aq+  
    a(ZcmYzXU  
    )%fH(ns(  
    X1_5KH  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    :7;@ZEe  
    HTTC TR  
    pT6$DB#  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 _+3::j~;m  
    Qn2&nD%zi  
    YtLt*Ig%  
    M X]n&  
    三. 后聚焦镜设计
    9} .z;prz  
    */S_Icf  
    • 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。 [{/jI\?v  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 )0k53-h&  
    • 使用4片元件提升像质 )D%~` ,#pQ  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm |u p  
    bpa?C  
    .*Qx\,  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: F,CT Z~  
    ;q>ah!"k  
    >=w)x,0yX  
    i,VMd  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: +LJ73 !  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ML p9y#  
    WTiD[u  
    MiX43Pk]  
    :b!s2n!u  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 5#z1bu  
    M)(DZ}  
    +aAc9'k   
    + >!;i6|  
    An0GPhC  
    四、系统组合调整
    U #0Cx-E  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: (**oRwr%  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 K:WDl;8 (d  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 `@yp+8  
    N6TH}~62}  
    :rP=t ,  
    \GU<43J2uo  
    使用如下绘图宏查看结果 UC$ppTCc?  
    $<OD31T  
    TkF[x%o  
    l%=;  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 ^=*;X;7  
    5~S5F3  
    |1Z)E+q*:  
    @PIp* [7oC  
    NX&_p!_V  
    wdoR%b{M  
    点列图
    -I%5$`z  
    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 @E8+C8'  
    _(zG?]y0P  
    $Y gue5{c  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    2>59q$ |  
    og>uj>H&  
    x|29L7i  
    e~(5%CO>#j  
    IvNT6]6 P  
    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。 |&4/n6;P$0  
    DIUjn;>k8  
    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.   VG~Vs@c(  
    oD@7 SF  
    [ 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。