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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-9i   
    yXDjM2oR/2  
    NN'pBU R  
    一、光栅设计
    {v]L|e%{  
    参考文章中的参数进行设计: [HWVS  
    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。 (["kbPma  
    NO[A00m|OL  
    }B7Txo,Z  
    ~8nR3ki  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 &2XH.$Q  
    α1 = 24.8° "y"oV[`  
    β1 = 41.3° \MRd4vufv  
    θ1 = 33.1° hGV_K"~I0  
    )e3w-es~4  
    DKfpap}8u  
    设置系统参数: _xh)]R  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    rbdrs  
    iZfZF  
    eEVB   
    jnOnV1I"  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 q&>fKSnKs  
    SJP3mq/^K  
    q>BJ:_I i  
    ZKEoU!  
    二维图,对应镜头文件: KO8{eT9d  
    MF'Z?M  
    7O*Sg2B  
    'J} ?'{.  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 +ho=0 >  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 2c[HA  
    )-5eIy  
    s(Gs?6}>T  
    AYY(<b  
    二、前准直镜设计
    zo@vuB.  
    P ah@d!%A  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    kJuG haO  
    }(u:K}8  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: r-$xLe7a  
    )C?H m^ #  
    4_VgJ9@  
    v]on0Pi!  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: &Wa3/mWK  
    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 9F 3,  
    !Ltx2CB2]  
    Tf5m YCk  
    } G{"Mp4  
    [n/c7Pe  
    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。
    [>dDRsZ  
    L3oL>r'|  
    $S<B\\ %  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 {,Vvm*L/  
    "ADI .  
    `]l` t"x  
     YMv}]  
    三. 后聚焦镜设计
    2Cy,#X%j>  
    $t& o(]m  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 fWA# n  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 8%;Wyqdf]  
    • 使用4片元件提升像质 }X8P5c!\  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm U 5j4iz'  
    &8i$`6wY  
    t=}]4&Yp  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: +p>h` fc  
    CB>W# P%  
    /PSXuVtu5  
    -?#iPvk6  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: |)>+& xk  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 rlh:| #GTJ  
    tH0x|  
    mgH~GKf^  
     V0A>+  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 2dHO!A$RF  
    g"'BsoJ  
    B2$cY;LH  
    M {'(+a[  
    5!'1;GLs  
    四、系统组合调整
    V/\Y(Mxc  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: & .1-6  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ]pB5cq7o  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 w3 vZ}1|  
    e%ro7~  
    r$4d4xtK  
    5V(#nz  
    使用如下绘图宏查看结果 PJm@fK(j  
    j< h1s%  
    RgH 6l2  
    go=xx.WJ  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 <<cezSm  
    onmkg}&_  
    ~kV>nx2  
    *wx%jbJo  
    sd+_NtH  
    ,f)+|?wz  
    点列图
    a"Iu!$&N  
    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 : i.5 < f  
    "h1ek*(?<  
    #"r_ 3  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    8VU(+%X  
    rIB./,  
    *B@#A4f"  
    J3oUtu  
    t5b c Q@Y  
    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。 $tW E9_  
    5G'2 Wby'#  
    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.   G2n. NW#d4  
    '6\w4J(  
    [ 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。