切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 855阅读
    • 2回复

    [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]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2171
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    (t9qwSS8z  
    7}r!%<^  
    [<sBnHbvQ.  
    一、光栅设计
    Ac.z6]p  
    参考文章中的参数进行设计: 9& W\BQ  
    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。 5Wi5`8m  
    R^F99L  
    ' U)~|(\i  
    8}Y( @ %4  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 yg2~qa:dZ  
    α1 = 24.8° d~| qx  
    β1 = 41.3° xL>0&R  
    θ1 = 33.1° @/JGC%!  
    {F k]X#j  
    |U^ ff^]  
    设置系统参数: ){>;eky  
    • 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
    `>8|  
    ?k_=?m  
    Q$,8yTM  
    M14_w,  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ORx,n7-  
    } 2)s%  
    U)p2PTfB  
    HXdPKS4q  
    二维图,对应镜头文件: \lR~!6:  
    1"odkM  
    ]jHB'Y  
    8`VMdo9  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 6w}:w?=6  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 v!F(DP.)Z  
    4g1u9Sc0  
    'KQu z)-  
    Y+?bo9CES!  
    二、前准直镜设计
    DO03vN  
    Ky nZzR  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    \k1Wh-3  
    ydns_Z  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ,(`@ZFp$  
    +Kq>r|;  
    c= a+7>  
    cR5<.$aY  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ?>o39|M_w  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 b vu` =  
    N%B#f\N  
    WejY b;KS  
    Pm?6]] 7  
    KFV]2mFN  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    4UL-j  
    y ph  
    5e2m EQU>  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 J)fS2Ni+  
    VS).!;>z  
    ,OasT!Sr  
    Oy|9po  
    三. 后聚焦镜设计
    tcX7Ua(I`  
    mtOrb9` m  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 4_"ZSVq]#  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 ,Xh4(Gn#b  
    • 使用4片元件提升像质 @s IZ  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm _>`0!mG  
    ./g0T{&  
    GS{9MGl  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: tRv#%>fj  
    s=q+3NTv  
    g]ihwm~  
    e.jgV=dT-  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: uyA9`~p=#  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 NFSPw` f  
    q(r2\  
    8EE7mEmLH  
    Ci*5E$+\  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: x9ws@=[:  
    ~T-.k 7t  
    I0ie3ESdN  
    ,f1wN{P  
    vB Jva8;Q  
    四、系统组合调整
    E+2y-B)E  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: k Z3tz?Du  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 /.?\P#9)  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 <^~F~]wnH  
    S; c=6@"  
    drZw#b  
    dG rA18  
    使用如下绘图宏查看结果 UiSc*_N"  
    H{XW?O^@  
    + mcN6/  
    ZRHTvxf  
    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 NWpRzh8$u  
    wLO/2V}/  
    u<8Q[_E&  
    m88~+o<G%  
    f65Sr"qB3  
    'I~dJEW7  
    点列图
    H xlw1(zS  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 9C.cz\E  
    f LW>-O73  
    4(&'V+o  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    M,@SUu v"  
    !eq]V9  
    JU@$(  
    xpxm9ySwu  
    e)7)~g54  
    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。 ; M(}fV]  
    c5;ROnTm  
    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.   3u^TJt)  
    ayD\b6Z2.  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
     
    分享到
    离线落多余
    发帖
    4
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-11
    学习一下啊,不错
    离线寒夜
    发帖
    662
    光币
    10757
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2024-12-11
    挺不错的软件教程。