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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
    fd *XK/h  
    8/>.g.]  
    $CMye; yL  
    一、光栅设计
    ;7s^slVzF  
    参考文章中的参数进行设计: c #{|sR5  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 (UkDww_!  
    eQuw uT  
    s]99'Q",  
    *l`yxz@U  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 %WU=Vy4  
    α1 = 24.8° c"tlNf?  
    β1 = 41.3° 3r+c&^  
    θ1 = 33.1° 8gNTW7W/  
    _0$>LWO~  
    1"CWEL`i  
    设置系统参数: 4)e1K/PJ)  
    • 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
    H4`>B>\  
    2 %fcDEG/  
    T`@brL  
    W)ug %@)  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 J\+fkN<.  
    ^J>m4`  
    bxYSZCo*  
    CP\[9#]:  
    二维图,对应镜头文件: ]a/dvj}  
    KC}G_"f.$  
    jo&j<3i  
    f 4pIF"U9>  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 %pjY^tM/  
    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。 ~/A2 :}Cp=  
    fUf 1G{4  
    mRAt5a#is  
    ?<.a>"!  
    二、前准直镜设计
    qnyacI  
    W3[>IH"+  
    • 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。
    EXeV @kg  
    >dK0&+A  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: xkFa  
    yHE\Q  
    uq[5 om"  
    ">=Ep+ix  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: c*\i%I#f2  
    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 9j^rFG!n  
    x7 e0&  
    K?,? .!ev  
    !D1#3?L  
    ~6t<`&f  
    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。
    V?yQm4  
    aJv+BX_,  
    $yU}56(z~  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ;g8v7>p  
    *\#<2 QAe  
    ^! h3#4  
    &bJBsd@Os  
    三. 后聚焦镜设计
    A?04,l]y  
    4P?`<K'  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 f%n ;Z}=  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 eXsp0!v  
    • 使用4片元件提升像质 lFf>z}eLy  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm LsI@_,XW<  
    n}Eu^^d  
    ';\norx;  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: =/j!S|P  
    [bKc5qp  
    {~]5QKg.  
    &Oz  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: @VHstjos^V  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 R#Yj%$E1  
    !/H `   
    #l+Rs3T:  
    eQyc<  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: ?/T=G k  
    zk3\v "  
    "D>/#cY1/  
    ,Gbc4x  
    r2tE!gMC  
    四、系统组合调整
    ?`Mk$Y%my  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: ^GYVRD  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 4`o0?_.'  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 ze9n}oN  
    @ g`|ob]9  
    IC"ktv bHz  
    }+S~Ah?(  
    使用如下绘图宏查看结果 qp*~  |  
    <#"_Qgdix  
    BZTj>yd  
    HD{u#~8{  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 OXZK|C;M}  
    x]hG2on!  
    LZG(T$dI  
    `=V1w4J  
    GNwFB)?j  
    f6SXXkO+  
    点列图
    K5bR7f:  
    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 ^wSGrV'  
    ^; U}HAY  
    =B+dhZ+#S$  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    je#LD  
    Hr]  
    7)O+s/.P)  
    Jb9 @U /<\  
    k[pk R{e  
    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。 L{;Q6_m  
    W:j9KhvT  
    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.   6Rif&W.xy  
    * #z@b  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
     
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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。