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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
    kLZVTVSJt  
    QuPz'Ut#  
    ZH9Fs'c=  
    一、光栅设计
    =DD KGy.g  
    参考文章中的参数进行设计: [H>u'fy:C  
    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。 p?,<{mAe  
    M(LIF^'U:m  
    |D"L!+J-$  
    G[yzi  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 4n7Kz_!SVf  
    α1 = 24.8° Zr2!}jD9a  
    β1 = 41.3° 1BZ##xV*:G  
    θ1 = 33.1° ]rH[+t-  
    D5snaGss9a  
    QOSMV#Nw%  
    设置系统参数: X3 kFJ{  
    • 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
    RO,TNS~  
    H>%AK''  
    5)lcgvp  
    W/>a 1  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 \GxqE8  
    ,.>9$(s  
    i#t-p\Tcz  
    x]x3iFD  
    二维图,对应镜头文件: /}8Au$nA  
    Pd"c*n&9  
    >RkaFcq  
    cOX)+53  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 tJrGRlB>  
    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。 TZt;-t`  
    T :X*  
    XxS#~J?:_  
    ,#3Aaw   
    二、前准直镜设计
    <KU 0K  
    ION o&~-l  
    • 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。
    8xgBNQdPT  
    @Xl(A]w%!  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 'WP~-}(  
    #xGP|:m  
    WX?nq'nr  
    1bCE~,tD  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: \EVT*v=}/  
    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 Jj>Rzj!m  
    S W%>8  
    i~]6 0M>  
    >jhcSvM6  
    :p/=KI_  
    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。
    '`k7l7I[@  
    M*gvYo  
    {]]%0!n\  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 zMbFh_dcq  
    J4::.r  
    2[+.* Ef  
    7CH&n4v  
    三. 后聚焦镜设计
    'sUOi7U  
    P(k*SB|D  
    • 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。 FXJ0 G>F  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 hHJvLs>^  
    • 使用4片元件提升像质 9m$"B*&6G  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ?5nEmG|kO  
    q=5aHH% |  
    <|_>r`@%l  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: aj;x:UqpJ  
    IdAh)#) 7  
    D r(0w{5  
    e3SnC:OWf  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: {. 9BG&  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 lz#.f,h  
    qSr]d`7@  
    :k1?I'q%  
    q x)\{By  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: / e>%yq<9B  
    -\f7qRW^U  
    _dd! nU\A|  
    q"2APvsvp  
    g ,JfT^  
    四、系统组合调整
    INbV6jZL  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 2.%)OC!q&5  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 _{k*JT2  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 MQwxQ{  
    zb9G&'7  
    6}E>B{Y  
    .yy*[56X  
    使用如下绘图宏查看结果 =fRS UtX  
    ,:(s=J N+  
    #9|&;C5',!  
    c<|y/n  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 ,gQl_Amvz  
    X|{Tljn  
    <WIIurp  
    &!/>B .  
    #[=kQ&  
    f5 bq)Pm&  
    点列图
    :38{YCN  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 C7{VByxJ  
    Mn ,hmIz  
    Qa=Y?=Za  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    >(a35 b$  
    akyMW7'3V<  
    `r1}:`.m,  
     6a,8t  
    5wVJ.B~s  
    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。 Hdew5Xn(:  
    jXA/G%:[  
    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.   vGv<WEE  
    @lj|  
    [ 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。