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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
    dUL*~%2I  
    N u3B02D*  
    b!<)x}-t>  
    一、光栅设计
    qVW3oj<2  
    参考文章中的参数进行设计: ws<p BC,m  
    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。 VG_xNM  
    4_-L1WH  
    q"i]&dMr  
    {>Hn:jW<.  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 c_T+T/O  
    α1 = 24.8° 9-Z ?  
    β1 = 41.3° Vn65:" O  
    θ1 = 33.1° NJCSo(O  
    v7/k0D .  
    uO>pl37@  
    设置系统参数: 7+;.Q  
    • 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
    qpjiQ,\:b  
    udS&$/&GH  
    'p[*2J"K4  
    D?FmlDTr[  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 5+2qx)FZ  
    &b'{3o_KN  
    zY2x_}#Q\"  
    vdh[%T,&  
    二维图,对应镜头文件: |kY  
    P%;lHC #i  
    |\xTcS|d  
    Pk;1q?tGw  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 'Ck:=V%}g  
    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。 .u'MMe>^  
    A2!pbeG  
    Yx&d\/9  
    MDZPp;\)  
    二、前准直镜设计
    i91k0q*di  
    hW9U%-D  
    • 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。
    C`-CfZZ  
    &dPI<HlM  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: T7|=`~  
    Cj=_WWo  
    FOhq&\nkU  
    dsOt(yNo  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: %)Z,?DzZ  
    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 +R7pdi  
    /Ny#+$cfk  
    N_G84wxx  
    wD /jN:  
    #ro$$I;  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    \;iOQqv0&  
    j'OXT<n*  
    BC5R$W. e  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 w}s5=>QG%  
    e jR_3K^  
    \}\# fg  
    Dk&(QajL  
    三. 后聚焦镜设计
    j{johV+`8  
    ("YWJJ'H  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 fQ1Dp  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 W*?qOq {  
    • 使用4片元件提升像质 A H=%6oT2  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm m2&Vm~Py6b  
    hUX8j9N>  
    C$$Zwgy  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: S<jiy<|`  
    }|&^Sg%95  
    KdD~;Ap$  
    "Pu917_P  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: +p&zM3:9w  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ,Vl2U"   
    g}IOHE  
    cB_9@0r[S  
    ;$8ptB.  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 8C[eHC*r  
    wn|;Li  
    eCWF0a  
    HH0ck(u_A*  
    stMxlG"d  
    四、系统组合调整
    cP4C<UG  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 'n^?DPvD  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 45x4JG  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 CEBu[TT/9  
    l8:!{I?s=  
    Ups0Xg&{  
    F/,6Jh  
    使用如下绘图宏查看结果 $5\!ws<cZ  
    KS1udH^Zc  
    g-,lY|a  
    yMzy!b Ky  
    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 ;#+I"Ow  
    )T?BO  
    (D6ks5Uui  
    >DbG )0|  
    W7(5z  
    IWm@pfC+g  
    点列图
    -ik=P ]?  
    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 AZ4:3}  
    .3jijc j  
    Dx=RLiU9  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    0M)\([W9&  
    2pv by`P4  
    ,7Ejb++/M,  
    2}bXX'Y  
    S6\E  I5S  
    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。 PW iuM=E  
    u~ VXe  
    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.   *3OlWnZ?  
    q2OF-.rE  
    [ 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。