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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
    -rEg(@S %  
    A.mIqu,:  
    [7QIpt+FSo  
    一、光栅设计
    \X'{ ee  
    参考文章中的参数进行设计: 9Q!X~L|\S  
    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。 G8JwY\  
    . PzlhTL7  
    ^:b%Q O  
    8:BPXdiK  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 5UFR^\e  
    α1 = 24.8° I+) Acy;  
    β1 = 41.3° (Ea)`'/  
    θ1 = 33.1° 7qyv.{+  
    Qi_De '@  
    zH0{S.3 k  
    设置系统参数: ]"Do%<  
    • 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
    x?ajTzMv  
    aB`x5vg7ho  
    zUw9  
    u -CCUMR  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 t=`bXBX1  
    !wws9   
    l!B)1  
    [*-DtbEk  
    二维图,对应镜头文件: ^J DiI7  
    G3j&8[  
    UTatcn  
    H8>u:  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 [l+1zt0w0  
    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。 =R M=@X  
    &^HqbLz  
    c3\z  
    UMg*Yv%  
    二、前准直镜设计
    Pkr0| bs*  
    ^ fo2sN"   
    • 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。
    =6mnXpM.  
    >*TFM[((Y)  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: p^G:h6|+|  
    kf3yJP/  
    (6C%w)8'  
    X-F|&yE~<  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: @v1f)(N  
    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 MZt~ Abt  
    {+V1>6  
    MIcF "fB![  
    x(e =@/qp  
    Wcy N, 5  
    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。
    v{ F/Bifo  
    #,dE)  
    Pg3O )D9  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 PvzB, 2":  
    jk0Ja@8PK  
    mWUo:(U  
    & j@i>(7  
    三. 后聚焦镜设计
    SwESDo)  
    qDqgU  
    • 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。 <r*A(}Y  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 _rQM[{Bkg  
    • 使用4片元件提升像质 ?#F}mOVAa  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm )v!>U<eprD  
    ~!c~jcq]lZ  
    d%$'Y|  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 6?U2Et  
    nw3CI&Y`  
    Xa._  
    ~]71(u2  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 9/LI[{  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Hu .e@7  
    em@\S  
    `[JX}<~i  
    rC>')`uk  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 9}`A_KzFx  
    L]o 5=K  
    <~BheGmmy  
    'kW'e  
    b??k|q  
    四、系统组合调整
    q9j9"M'  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: m/"\+Hv  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 !BHIp7p  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 hB#z8D  
    .7-Yu1{2  
    75`*aAZ3  
    u 89u#gCAC  
    使用如下绘图宏查看结果 2nOoG/6 E  
    O>^0}  
    P7n+@ L$  
    K[ZgT$zZ  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 _DChNX   
    <!h&h  
    C[$uf  
    :('7ly!h  
    B9;-Blh  
    /8baJ+D"4\  
    点列图
    oLcOp.8h[  
    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 ;|v6^2H"  
    YcS }ug7  
    NQ$tQ#chd  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    XfF Z;ul  
    P%5h!Z2m  
    t@-:e^ v  
    U$KdY _Z97  
    d;KrV=%30s  
    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。 4*9y4"  
    MjMPbGUX{  
    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.   jyPY]r  
    F kas*79  
    [ 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。