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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
    }\LQ3y"[  
    svSVG:48  
    snJ129}A  
    一、光栅设计
    KmF]\:sMD  
    参考文章中的参数进行设计: ;G!q Y  
    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。  3CJwj  
    e# bn#  
    d'2A,B~_*  
    ~5g~;f[4  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 H>C=zo,oiC  
    α1 = 24.8° ])!*_  
    β1 = 41.3° o(HbGHIP  
    θ1 = 33.1° Y ay?=Y{  
    O@P"MXEG  
    3sk9`=[{$  
    设置系统参数: *`U~?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
    =QsYXK7Mn4  
    :pUtSs7p}  
    Lr<cMK<  
    /E>e"tvss  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 F5Va+z,jg  
    y)pk6d   
    he4(hX^  
    Y0>y8U V  
    二维图,对应镜头文件: D]}G.v1  
    >V~E]P%@  
    [vgtc.V  
    kP"9&R`E  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 :%.D78&  
    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。 7L??ae  
    =Uh$&m  
    m2o0y++TjW  
    g){<y~Mk  
    二、前准直镜设计
    $?Wb}DU7_L  
    <q SC#[xu  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    nlYNN/@"  
    _L PHPj^Pg  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: TN.rrop`#g  
    ! z**y}<T  
    Qd-A.{[h  
    "#]$r  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: g ?k=^C  
    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 [~^0gAlQC  
    xmG<]WF>E  
    .h[:xYm  
    ?0SEMmp`H  
    R@0R`Zs  
    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。
    /mMV{[  
    '7/)Ot(  
    *fdTpXa  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 =WLY6)]A  
    Gq6*SaTk  
    \8 ":]EU  
    R=dC4;  
    三. 后聚焦镜设计
    JLYi]nZ  
    U(Zq= 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。 -12U4h<e  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 \lY_~*J  
    • 使用4片元件提升像质 VQs5"K"  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm nNm`Hfi  
    O8o3O 6[Y  
    C+]I@Go'Tk  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: /{[o ~:'p  
    5\v3;;A[  
    .6> w'F{>  
    j+!v}*I![  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Zc yc*{DS  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 D@KlOU{<  
    pw#-_  
    ==B6qX8T  
    5s XXM  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 7nSxi+6e  
    No$3"4wk  
    CAlCDfKW}  
    ye97!nIg@  
    vIvIfE  
    四、系统组合调整
    k!^{eOM  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: =%7-ZH9  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 H+#FSdy#  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 ^pS~Z~[d/  
    TrNF=x>  
    jCY %|  
    z{543~Og59  
    使用如下绘图宏查看结果 Pfhmo $  
    <%^&2UMg  
    Zfw,7am/  
    Om<a<q  
    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 7^Uv7< pw  
    y} '@R$  
    TvM~y\s  
    WAqINLdX  
    m'U0'}Ld};  
    +t.b` U`-  
    点列图
    IBGrt^$M  
    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 cK@wsA^4  
    54,er$$V  
    xk5 ]^yDp  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    +3gp%`c4  
    }vuARZ>  
    *a)n62  
    `V1]k_h  
    ZcsZ$qt^  
    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。 `^vE9nW 7  
    hP h-+Hb  
    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.   x;S @bY  
    #_1`)VS  
    [ 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。