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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 正序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    mXT{)pU  
    Tm@d;O'E1  
    ~M%r.WFpA  
    一、光栅设计
    Fxy-_%a  
    参考文章中的参数进行设计: gT*0WgB  
    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。 k6-Q3W[+a  
    j8?z@iG  
    ^EE 3E'  
    O.e^? ysp/  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 LX[J6YKR  
    α1 = 24.8° S P)$K=  
    β1 = 41.3° /|Za[  
    θ1 = 33.1° .?9+1.`  
    l@nkR&4[  
    K~OfC  
    设置系统参数: g,U~3#   
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    703=.xj  
    mV0F ^5  
    f m.-*`ax  
    w}^z1n  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 (L_txd4  
    _|rrl  
    'WkDp a  
    )e|Cd} 2  
    二维图,对应镜头文件: I{AteL  
    nk9Kq\2f:  
    w<-8cvNhiz  
    pXPwn(  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 gE]) z*tqX  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 t<sg8U.  
    n!~mdI&  
    8=OK8UaU  
    E6|!G  
    二、前准直镜设计
    B5pM cw  
    6?Ul)'  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    <_-&{Pv  
    My0h9'K  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: '$*d:1  
    #+p30?r0y  
    aW]!$  
    ,A9pj k'  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: IO~d.Ra  
    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 2 |w;4  
    I <`9ANe  
    tmiRv.Mhn<  
    WJCEiH  
    z.n`0`^  
    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。
    Ac!,#Fq  
    ik02Q,J  
    N#'+p5|>  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 awN{F6@ZE  
    YP{)jAK  
    Yf >SV #  
    j|!.K|9B  
    三. 后聚焦镜设计
    3>qUYxG8  
    R?!xO-^t  
    • 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。 FU/yJy  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 \)859x&(  
    • 使用4片元件提升像质 9H:5XR  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm Bi2be$nV  
    =SPuOy8  
    8`}(N^=}  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Tyt:Abym=  
    'jWd7w~(  
    0 ;kcSz  
    ;mH1J'.(a  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: G4->7n N  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 K}ACZT)Wp  
    6T{Zee  
    x \B!0"~  
    HVaWv].  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: |$@/ Z +  
    {Buoo~  
    .CH0P K=l  
    _l,?Y;OF  
    -G&>b D  
    四、系统组合调整
    LcCb[r  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: ^p(t*%LM  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 rks+\e}^Z  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 7qSlqA<Hs  
    bHE'R!*  
    0HK03&  
    ?PORPv#  
    使用如下绘图宏查看结果 Zy^mSI4i  
    [z#C&gDt  
    |VM c,_D  
    [tDUR  
    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 Wh[+cH"M  
    o<P@:}K  
    Ao)hb4ex  
    /=Bz[ O  
    @>f]0,"(  
    RP'`\| |*  
    点列图
    Ry*NRP;  
    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 x][vd^iW  
    O @fX +W?U  
    )}L*8 LV  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    GXB4&Q!C  
    )BNm~sP  
    avxI\twAU  
    :0>wm@qCQ  
    @-~YQ@08`  
    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。 mLX1w)=r  
    }CZ,WJz=  
    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.   j{N;2#.u  
     !J!zi  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
     
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    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。
    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