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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
    x4'@U<  
    qk(Eyp  
    JY0aE  
    一、光栅设计
    ANhtz1Fl  
    参考文章中的参数进行设计: .{1$;K @  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 ]ZY2\'  
    2zBk#c+  
    Js,!G  
    NfgXOLthM  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 r6m^~Wq!}  
    α1 = 24.8° F(G..XJQ  
    β1 = 41.3° &uNec( c  
    θ1 = 33.1° T`bYidA  
    *4cuWkQ,  
    TrjyU  
    设置系统参数: g&Vhu8kNIA  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    G$<(>"Yr~$  
    mk>; 3m*  
    fq7#rZCxX  
    7>Z|K  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 cI=6zMB  
    ,-pE/3|(  
    HGQ</5Z  
    B]rdgjz*  
    二维图,对应镜头文件: }%< ?]  
    /G||_Hc  
    -/Q5?0z  
    Qd} n4KF\  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 >ED;_L*_o  
    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。 Y <6|z3  
    CsO!Y\'FY  
    7~h3B<  
    "<CM 'R  
    二、前准直镜设计
    w 3t,S3!  
    dAI^P/y%  
    • 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。
    2f,8Jnia  
    dN{At-  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: VE |:k:};  
    noZbsI4  
    O=0p}{3l  
    b fxE}>  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Y 6a`{'  
    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 Kr}RFJ"d  
    r&u1-%%9[  
    iQG!-.aX  
    V}E['fzBFV  
    VI! \+A  
    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。
    P3oYk_oW  
    ?%O>]s  
    yzS]FwW7  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 jD S?p)&  
    o|xf2k  
    k[Em~>m  
    CmU@8-1  
    三. 后聚焦镜设计
    K9<8FSn  
    9jal D X  
    • 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。 m<gdyY   
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 *p{p.%Qs:  
    • 使用4片元件提升像质 |~9rak,  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm 8F sQLeOE  
    f|> rp[Gk  
    3D|Lb]=  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: x\yM|WGL  
    > X~\(|EM  
    _}{KS, f]0  
    ZU\$x<,  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: WIWo4[(  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ,N$Q']Td  
    !r/i<~'Bx  
    [@K'}\U^+  
    Y>$5j}K  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: rZI63S  
    %`C e#b()'  
    (B#FLoK  
    OTy!Q,0$.  
    [}L?EM  
    四、系统组合调整
    4M C]s~n  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: S'x ]c#  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 W{NWF[l8O?  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 XDK Me}  
    ekx(i QA  
    <@J$hs9s  
    5<Kt"5Z%7  
    使用如下绘图宏查看结果 U]Q 5};FK  
    i4YskhT  
    ra~=i|s  
    uQdeKp4(  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 AD   
    p\zqZ=s  
    c&;" Y{  
    )CXlPbhY?  
    ".jO2GO^  
    /K H85/s  
    点列图
    Uz;^R@  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 v&:[?<6-  
    t[|rp&xG  
    or-k~1D  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    zlLZ8b+  
    0+mR y57  
    5Sl"1HL  
    ;(K/O?nrJ  
    uGAQt9$>_  
    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。 $NCvF'  
    f@sC~A. 9\  
    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.   q}i#XQU  
    7sVM[lr<  
    [ 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