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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
    "MNI_C#{  
    ^\ocH|D  
    -\V!f6Q  
    一、光栅设计
    :@8N${7`$A  
    参考文章中的参数进行设计: +<o}@hefY2  
    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。 -- chU5  
    84eqT[I'  
    70BLd(?  
    |qFCzK9tD/  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 nA?Ks!9T  
    α1 = 24.8° r(VznKSx  
    β1 = 41.3° ;bhD:$NB X  
    θ1 = 33.1° ;*}tbh3;.  
    Z_.xglq{  
    iVe"iH  
    设置系统参数: Cl>{vS N  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    9 m`VIB  
    <*F!A' w2o  
    3yw`%$d5  
    bc}BQ|Q  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 @&xWd{8'  
    ]u<8j r  
    =d M'n}@U  
    k ^(RSu<  
    二维图,对应镜头文件: DP5}q"l  
    ?)V?6"fFP  
    s5cY>  
    >Xv Fg  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 !}pvrBS  
    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+Y;  
    gHmy?+)  
    .TpM3b#r  
    dp DPSI  
    二、前准直镜设计
    W|-<ekH_u  
    1 ` ={* *  
    • 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。
    #)b0&wyW6i  
    J-d>#'Wb|  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Oz-;2   
    $WICyI{$  
    Mv\]uAT`  
    &X&msEM  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: vMv? fE"  
    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 i8|0zI  
    bJ5 VlK67R  
    |$+ xVi8  
    @T@lHc  
    `*-rz<G  
    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。
    >1S39n5z.  
    6O\a\z  
    O f.%rpgy  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 7Q>bJ Ek7  
    >&`;@ZOH  
    $*q^7ME  
    9gQ ]!Oq  
    三. 后聚焦镜设计
    :TkR]bhm  
    2C[xrZa^  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 /0z#0gNp  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 &<oJw TC  
    • 使用4片元件提升像质 }=$>w@mJ  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm BBDt^$  
    Gph:'3 *X  
    Cc&SHG*R  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: pKNrEq  
    K.r "KxCm|  
    XpIl-o&re  
    6xiCTs0@  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: m TgsvC  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 L=9 ^Y/8Q  
    n7VQi+i'  
    u{8:VX  
    hOj(*7__  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: gn)>(MG  
    " 3tk"#.#  
    ,-`A6ehg  
    fjh,e  
    nxhn|v  
    四、系统组合调整
    ;i-<dAV8B  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: Gc,6;!+(  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 A Qm!7,  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 'Rq2x-72}  
    N}CeQ'l[R  
    $A^OP{  
    i{biQ|,.sL  
    使用如下绘图宏查看结果 @&9, 0 x  
    F2!]T=  
    s`I]>e  
    RN"Ur'+  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 {66P-4Ev(  
    |"aop|  
    H>Q X?>j  
    ('1]f?:M  
    RYZM_@ 5$t  
    jX&/ e'B  
    点列图
    %`\=qSf*  
    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 !EOYqD  
    M$Ow*!DfP  
    v{;^>"5o  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    *('Vyd!n  
    S<81r2LT  
    tJII-\3"  
    :0'vzM  
    G'{*guYU  
    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。 7bYN  
    {y`n _  
    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.   guk{3<d:Jy  
    !`0 El',gY  
    [ 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。