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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
    ?~s23%E  
    K_t! P  
    gyAKjLqqpi  
    一、光栅设计
    2*9rhOK*  
    参考文章中的参数进行设计: V=DT.u  
    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#A}J:  
    ?f ]!~  
    Bq)aA)gF  
    1X$hwkof  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 o6~9.~_e  
    α1 = 24.8° X__>r ?oJ  
    β1 = 41.3° H&3i[D!p  
    θ1 = 33.1° k6PHyt`3'  
    ~[d|:]  
    \ 4r?=5v*  
    设置系统参数: /vG)n9Rc  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    XP'7+/A  
    9Di@r!Db  
    g4fe(.?c,  
    5\|u] ~b  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 h,WF'X+  
    "G,$Sqi@  
    eFiUB  
    HLml:B[F(  
    二维图,对应镜头文件: D%=FCmL5@=  
    9X6l`bo'  
    ,@]rvI6 x  
    3~&h9#7 Ke  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 !p#+I=  
    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。 @3@oaa/v  
    {f kP|d  
    K=`;D  
    si|DxDx  
    二、前准直镜设计
    =TzmhX5  
    4fp]z9Y  
    • 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。
    "/MA.zEl0,  
    uqMe %  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ]E/~PV  
    E0Neo _7  
    0p;pTc  
    _~_E(rTn  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Q lg~S1D_v  
    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 4v("qNw#  
    vuCl(/P`  
    ^&mJDRe  
    ' 3MCb  
    D+"-(k  
    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。
    2/]74d8  
    &bO5+[  
    }#h>*+Q  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 O5:2B\B  
    [`eqma  
    c+^#(OB  
    D'! v9}  
    三. 后聚焦镜设计
    <7;AK!BH  
    bim 82<F  
    • 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。 'l| e}eti>  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 xc HG5bg |  
    • 使用4片元件提升像质 ."#M X!  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ]$VYzE2e  
    | <q9Ee  
    V#Px  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 4CT _MAj  
    _FJ,, /~  
    /s\_"p  
    mx'!I7b(L/  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: .1&~@e%=-  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 HaUfTQ8  
    P})Iwk|Z  
    V*bX>D/  
    }95;qyQ$  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: tL;!!vg#V  
    EM.7,;|N  
    H*Tc.Ie  
    p? dXs^ c  
    YR{%p Zp  
    四、系统组合调整
    38[ko 3  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: Imi#$bF6  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ;B'5B]A3  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 U60jkzIRH  
    z`^DQ8+\j  
    },d`<^~  
    soH M5<U  
    使用如下绘图宏查看结果 4K(AXk  
    *,UD&N_)*6  
    pnvHh0ck_  
    99\;jz7  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 0x-58i0  
    Zy>iaG9}  
    U%7| iK  
    |9;6Cp  
    9 NO^ '  
    &7{/ x~S{  
    点列图
    4r&S&^  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 >z`^Q[  
    [&Z3+/lR*  
    WCg*TL}  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    PMdvBOtS`  
    m5G9 B-\?  
    nY#V~^|  
    q]-CTx$  
    X/ \5j   
    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。 rl\$a2_+  
    4@qKML  
    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.   Nvlfi8.  
    \G3 P[E[  
    [ 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。