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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
    %Gh5!e:$SI  
    @=VxW U  
    Kt_oo[ey{  
    一、光栅设计
    mgjJNzclL  
    参考文章中的参数进行设计: 4@?0wV  
    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。 #,d~t  
    sg $db62>  
    U8Y%rFh1  
    I$xZV?d.  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 h4pS~/  
    α1 = 24.8° c 3QgX4vq  
    β1 = 41.3° !'jq.RawP  
    θ1 = 33.1° ]5Uuz?:e  
    LW]fme<V?  
    `Y?VQ~ci>  
    设置系统参数: >q:%?mi  
    • 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
    N*-tBz  
    )r9 9zdUk  
    JnBUW"  
    nHm}^.B*+  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 lhN@ ,q  
    QO'Hyf t  
    xPm. TPj  
    ,&t+D-s<f  
    二维图,对应镜头文件: EMmgX*iu@  
    *DF3juf~  
    2a$. S " ?  
    EjR(AqZY  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 Nn. 9J  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 `>:5[Y  
    A>@#eyB  
    y7,fFUKl  
    x o"GNFh!  
    二、前准直镜设计
    QJ2]8K)+C  
    u;`]U$Qq9  
    • 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。
    .Mq#88o.*  
    c?A$Y?|9  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Tru{8]uMH  
    W>@ti9\t  
    &GP(yj]  
    d9f7 &  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: xE1?)  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 7OV^>"S  
    .<hHK|HF  
    cbzA`b'Mg  
    ')uYI;h9  
     >;fVuy  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    uwNJM  
    \<LCp;- K  
    }%< ?]  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 /G||_Hc  
    -/Q5?0z  
    D#g -mqar:  
    6>vR5pn  
    三. 后聚焦镜设计
    U%q)T61  
    #dauXUKH  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 wNf:_^|}  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 8Y`Lq$u  
    • 使用4片元件提升像质 F]$ Nu  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm I5Vn#_q+b  
    ^)AECn  
    dN{At-  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: VE |:k:};  
    noZbsI4  
    |9E:S  
    'oa.-g5  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: }LUvh  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 PUdv1__C  
    ng1E'c]0@  
    B>2=IZ  
    V}E['fzBFV  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: A2'i~_e  
    3lUVDNbZ  
    Rh'z;Gyr  
    -X.#Y6(  
    *lfjsrPu  
    四、系统组合调整
    k[Em~>m  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 46?z*~*G  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 XcJ5KTn  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 N63?4'_W  
    #VQZ"7nI@  
    _J,**AZ~z  
    49qa  
    使用如下绘图宏查看结果 vXJs.)D7  
    Jf^3nBZ  
    zEQ]5>mG  
    ^twyy9VR  
    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 9ihg[k  
    |_53So: g  
    ;}B=g/C  
    q!z?Tn#!jd  
    1mFH7A($  
    Ws2q/[\oz  
    点列图
    0|GYtnd  
    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 EjPR+m  
    bb_elmb)n  
    (kL"*y/"p  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    P]+B}))  
    ~kc#"^s J  
    m(f`=+lqI`  
    Q& [!+s:2J  
    >N^<Q4%2  
    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。 HNZ$CaJh  
    E~y8X9HZ)  
    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.   igu1s}F  
    qnP4wRpr  
    [ 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