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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
    h&'=F)5  
    U9ZbVjqv@  
    0kLEBoOh  
    一、光栅设计
    <_:zI r,  
    参考文章中的参数进行设计: 'G#SLqZy  
    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。 Lk.h.ST  
    /iC_!nu  
    h<3p8eB  
    B\_[R'Pf&  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 w O!u!I  
    α1 = 24.8° Do;#NLrWb  
    β1 = 41.3° a %K}j\M  
    θ1 = 33.1° xm^95}80yh  
    r!K|E95oj9  
    W_<4WG  
    设置系统参数: OM!=ViN(=  
    • 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
    F6dr  
    j Z'&0x"U  
    "ahvNx;x  
    _D-Riu>#J  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 a [C&e,)}  
    J{ ~Rxa  
    r_2b tpL^  
    !_^g8^>2(  
    二维图,对应镜头文件: xo~g78jm7,  
    u!1/B4!'O  
    T[2}p=<%  
    4/MNqit+  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 #s+Q{2s  
    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。 tWk{1IL  
    pP\h6b+B  
    `K?1L{p'4  
    9X]f[^  
    二、前准直镜设计
    V/bH^@,sA  
    LK+felL  
    • 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。
    zilaP)5x6  
    4<}A]BQVkJ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: &jm[4'$ *z  
    =Ahw%`/&}]  
    p\S8oHWe  
    0Hcbkep9D  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: &;v!oe   
    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 "{( [!  
    Gah lS*W  
    (6k>FSpg  
    #:{6b *}  
    3w'W~  
    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。
    ]kS7n @8  
    u(hC^T1  
    6V;:+"BkJ  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 },PBqWe  
    PU+1=%'V  
    M=%!IT  
    RgGA$HN/  
    三. 后聚焦镜设计
    =pp:j`B9(  
    3!Bj{;A  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 /=ylQn3 *  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 p7UTqKi  
    • 使用4片元件提升像质 _?b;0{93u  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm xG%*PNM0q  
    e?<D F.Md+  
    ) `I=oB  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ,}<RrUfD  
    #!d]PH746  
    qLRE}$P  
    b *9-}g:  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: O+FBQiv  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 vYzVY\   
    1S*P"8N}0h  
    RbAt3k;y  
     /q*KO\L  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: IMaYEO[  
    Wp4K6x  
    .e$%[ )D  
    wlVvxX3%  
    XnA6/^  
    四、系统组合调整
    `,Zb2"  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 7j T}{ x  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 CB({Rn  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 0n5!B..m}  
    z8tl0gd%D  
    YFqZe6g0$  
    2 `&<bt[g  
    使用如下绘图宏查看结果 6n-r  
    z1Q2*:)c  
    %~\  
    5)*6V&  
    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 \n(ROf^'  
    6eo4#/+%  
    % $.vOFP9  
    >)y$mc6  
    GLcd9|H  
    h--45`cE  
    点列图
    Y?t2,cm   
    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 [` 9^QEj  
    dyl 0]Z  
    ~#t*pOC5BR  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    xFX&9^Uk  
    d<v~=  
    ,-:a?#f>  
    Um'Ro4  
    tj0Qr-/  
    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。 9'X@@6b*'  
    "ZqEP R)  
    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.   B{99gwMe]  
    b- uZ"Kf^  
    [ 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。