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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
    zMXQfR   
    VTwDa*]AhB  
    `tPVNO,l  
    一、光栅设计
    N XCvS0/h  
    参考文章中的参数进行设计: bP Q=88*  
    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。 lv>^P>S(O  
    +,1 Ea )  
    Ii&\LJ  
    #M)+sK$H%f  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 <Ej`zGhWz  
    α1 = 24.8° pft-.1py  
    β1 = 41.3° }a%1$>sj  
    θ1 = 33.1° '.wb= C  
    L++qMRk9  
    &/n*>%2  
    设置系统参数: KL yI*`  
    • 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
    v`@NwH<r  
    Sh2BU3  
    +Qf<*  
    cLf<YF  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 hv`I`[/J  
    +BVY9U?\"  
    :8`~dj.  
    N%F4ug@i   
    二维图,对应镜头文件: !nsx!M  
    -wT!g;v;%  
    _G&gF .|  
    9:*[Q"v  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 _=cU2  
    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。 RGL2S]UFs  
    zI0d  
    r )HZaq  
    9a]{|M9  
    二、前准直镜设计
    npd:aGx  
    TuEM  
    • 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。
    J5(^VKj  
    f92z/5%V  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: {_mVfFG  
    '55G:r39  
    ]q~bi<E9W  
    P{x6e/  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: "BVp37 m;?  
    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 tpb lm|sW  
    \,fa"^8  
    mPhu#oK'f  
    j9rxu$N+  
    *4e?y  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    5DDSo0E  
    !,dp/5 V  
    9GRQ^E  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 qX*xQA|ak,  
    YS#*#!ZMn?  
    ;{aGEOP'U  
    Af\  
    三. 后聚焦镜设计
    v<t?t<|J  
    /wax5FS'I,  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 DJ DQH\&  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 tXqX[Td`0g  
    • 使用4片元件提升像质 jo^c>ur  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm LP=y$B  
    *`rfD*  
    , /%'""`w  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: aU~?&]  
    5|=J\Lp2I  
    MI'"Xzp{s  
    4y#XX[2Wj  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: qDG2rFu&[  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Gx8!AmeX  
    _-lE$ O  
    P6O\\,B1A  
    ,l6,k<   
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: Av?R6  
    P%)r4+at  
    t,Ka] /I  
    q" f65d4c  
    ^Fh*9[Zf$  
    四、系统组合调整
    J8!2Tt  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 1f<R,>  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 n| {#5#  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 @,n)1*{P  
    MqB@}!  
    W;yc)JB   
    +8C }%6aX  
    使用如下绘图宏查看结果 Ps>:|j+  
    s~].iQJ{B  
    3i7EF.  
    0cE9O9kE  
    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 rHTZM,zM=H  
    ":8\2Qp  
    ;aV3j/  
    9xO@_pkX  
    H7GI`3o  
    ^hiY6N &  
    点列图
    RARA_tii  
    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 $Yt|XT+!&  
    l)vC=V6MG  
    C@6:uiT$  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    60vmjmXl  
    N.vWZ7l8  
    J?w_DQa  
    Ig t*8px  
    s`_EkFw>Gl  
    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。 UuWIT3W>%  
    Yr/$92(  
    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.   .s9E +1  
    @T~XwJ~  
    [ 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。