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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
    Fx/9T2%=  
    9c}LG5  
    {Ejv8UdA9  
    一、光栅设计
    LrsP4G  
    参考文章中的参数进行设计: Z>Rd6o'  
    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。 e-]k{_wm  
    ;#G>qo  
    wGBQ.Ve[  
    M+ ^]j  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为  d9R0P2  
    α1 = 24.8° T=ox;r  
    β1 = 41.3° ;^=eiurv  
    θ1 = 33.1° {t;Q#Ou.  
    %Jq(,u  
    FwBktuS  
    设置系统参数: aL-V9y  
    • 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
    Ni(D[?mZ  
    [t: =%&B  
    3r%I *  
    'N,x=1R5  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 \I/l6H>o3  
    Rqa#;wb!(  
    TEE$1RxV(  
    \$yI'q  
    二维图,对应镜头文件: qV@xEgW#r  
    jQ4Pv`  
    %_@8f|# ,M  
    mucY+k1>g  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 kVe^g]F  
    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。 (=)+as"u9*  
    !:c7I@  
    WLDt5R  
    '355Pce/  
    二、前准直镜设计
    l9qq;hhGP,  
    5\S)8j `8  
    • 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。
    $_S^Aw?  
    TAi |]U!  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: E IsA2 f  
    lh(A=hn"n  
    ?Xlmt$Jp  
    $gJMF(  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Nr|.]=K)5n  
    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 o5BOe1_Pw  
    [77]0V7  
    8ftLYMX@  
    KynQ <I/  
    ]m=* =LLC  
    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。
    -x:Wp*,  
    O >n L;I  
    z]gxkol\  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 {pd%I  
    QbV)+7II=  
    p#^L ZX  
    v~L} :  
    三. 后聚焦镜设计
    FT[wa-b  
    SKD!V6S  
    • 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。 Tk|0 scjE^  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 dK|MQ <  
    • 使用4片元件提升像质 QkGr{  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm #U"\v7C{n  
    }1:jM_H)k  
    ;s9!ra:3  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: v;JY;Uh|  
    $Z.c9rY1  
    0=t_ a]+  
    :}+U?8/"7  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: E36<Wog  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 dbB2/RI  
    h+R}O9BD  
    ?mG ?N(t/h  
    43,- t_jV  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: _YmY y\g  
    \ 8ulX>]  
    nFw&vR/q  
    @2YO_rL[  
    ]r'b(R; S  
    四、系统组合调整
    rH8?GR0<  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 4) /tCv  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 VF<{Qx*  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 I".d>]16|  
    s]U'*?P  
    7:jSP$  
    *v8Cj(69  
    使用如下绘图宏查看结果 -S)HB$8  
    'G@Npp)&^  
    *`|.:'  
    Y($"i<rN  
    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 %+o]1R  
    Kqhj=B  
    &b"PjtU.X  
    GrVvOJr  
    d<`Z{"g NS  
    X k<X:,T  
    点列图
    n; v8Vc'  
    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 U~Uxs\0:  
    P1TL H2)  
    @ mt v2P`  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    (a&.Ad0{  
    khjW9Aa8t  
    ;2#7"a^  
    B<8Z?:3YS  
    top3o{ 4  
    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。 .6e5w1r63  
    j><.tA~i  
    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.   5OpK~f5  
    { F. Ihw  
    [ 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。