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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
    Hw8`/'M=%5  
    -fu=RR  
    n0#HPI"  
    一、光栅设计
    ?#^(QR|/  
    参考文章中的参数进行设计: kBd #=J  
    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。 Jq)!)={  
    R?g qPi-  
    b`E'MX_ m  
    C,:3z  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 TfK$tTkM  
    α1 = 24.8° 5!,`LM9  
    β1 = 41.3° H"f%\'  
    θ1 = 33.1° 5% C-eB  
    :M(%sv</  
    <\@JbL*  
    设置系统参数: DPI iGRw  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    )y-y-B=+T  
    C#X|U2$  
    OL&ku &J_  
    TGu`r>N51  
    设置表面群组-33.1°的倾斜  g!5`R`7  
    H `Fe |6I&  
    !q!.OQ  
    O#fGHI<43[  
    二维图,对应镜头文件: !Q =H)\3  
    GQO}E@W6C  
    MHJH@$|]  
    VqLqj$P  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 #:v}d+  
    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。 37Vs9w  
    GGsDR%U  
    WPiQ+(pt  
    82Dw,Cn  
    二、前准直镜设计
    z/aZD\[_  
    hSE\RX 9  
    • 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。
    5O<7<O B  
    }6MHIr=o  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: }2;~':Mklz  
    B uV@w-|  
    ;QQLYT  
    Zoh[tO   
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: U~QIO O  
    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 XqMJe'%r  
    {b~l [  
    tWy0% -  
    7(AB5.O  
    8?AFvua}r  
    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。
    +m kub}<a  
    < TJzp  
    nn!W-Bsqjh  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 E!w%oTx{OR  
    Ha{#  
    CL oc  
    n!e4"|4~z  
    三. 后聚焦镜设计
    yUcWX bT@  
    y6tzmyg  
    • 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)6Rx  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 |%.V{vgP7  
    • 使用4片元件提升像质  K9 h{sC  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ~Qjf-|  
    V'y,{YpP  
    9M{z@H/  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: [O92JT:li  
    $/sIdFZi  
    C,$$bmS =  
    d*;wHA,}F  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 5lehASBz  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 #1c%3KaZ I  
    R >1  
    {z:aZ]QhKc  
    *V}T}nK7  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 4 0as7.q  
    i!5zHn  
    8bT]NvCA  
    dJ~AMol  
    z2:^Qg  
    四、系统组合调整
    k$j4~C'$  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: >6xZF'4  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 }',/~T6  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 4H@:|  
    h$3o]~t  
    K1i@.`na/$  
    Lh eOGM  
    使用如下绘图宏查看结果 XNODDH   
    _`'VOY`o  
    X6hm,0[  
    Q7u/k$qN  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 "'Bx<FA  
    3-^z<*  
    \v|nRn,`-  
    9eG{"0)  
    XEK%\o}  
    K ?R* )_  
    点列图
    v[-.]b*5A$  
    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 RRXnj#<g  
    ~=xiMB;oH  
    ANqWY &f  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    =~qQ?;o n  
    >ucVrLm,X  
    v2Lx4:dzi  
    SQ$|s%)oB  
    d2cslD d  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 F@4TD]E0^  
    V]4g- CS[  
    参考文献:[1]何振磊,卢启鹏,丁海泉,高洪智.透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计[2][J].激光与光电子学进展,2015,52(12):214-220.   . }#R  
    p]z< 43O$  
    [ 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。