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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
    N]O{T_5-0  
    s[vPH8qb  
    3Vb=6-|  
    一、光栅设计
    /)eNx  
    参考文章中的参数进行设计: %_%f# 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。 J?|K#<%  
    Ty e$na&$}  
    q9g[+*9]$  
    \E ? iw.}  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 @8 oDy$j  
    α1 = 24.8° [~Z'xY y  
    β1 = 41.3° ,YAPCj  
    θ1 = 33.1° 5kRwSOG%'  
    } Y7W1$he  
    E'Fv *UA  
    设置系统参数: ~|0F?~eR7  
    • 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
    c"QkE*  
    ;?O883@r8  
    %O4}i@Fe  
    E<98ahZ?l  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ~_# Y,)S!z  
    N c&i) qh  
    D~i@. k  
    Wzf1-0t  
    二维图,对应镜头文件: 9wDBC~.  
    +cE tm  
    6|"!sW`%N  
    b[&,%Sm+6  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 U`8^N.Snrp  
    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。 9 z8<[>  
    +|}K5q\  
    N8MlT \+r  
    3Q!J9t5dc  
    二、前准直镜设计
    n'&`9M['%d  
    +{=_|3(  
    • 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。
    7S~9E2N  
    DS,FVh".|  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: DESViQM  
    D-b2E6 o6  
    +=B}R  
    ~y-vKCp|  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: E;GR;i{t  
    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 L->f= 8L  
    d;NFkA(df  
    5{d9,$%8&  
    >fZ/09&3  
    u6S0t?Udap  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    ~&j`9jdOj  
    ;KZtW  
    ;MRC~F=  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 !$KhL.4P  
    Sfoy8<j  
    ?od}~G4s#  
    1f pS"_}  
    三. 后聚焦镜设计
    mP$G9R  
    N5rG.6K  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 =`\,2Nb  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 @;n$caw  
    • 使用4片元件提升像质 |n6 Q  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm kj3o1Y  
    }MavI'  
    ^tKOxW# a  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 1-NX>E5  
    L..X)-D2 n  
    HT,kx  
    {EoyMJgz  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ZAM+4#@  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Zqs-I8y  
    YT(1 "{:  
    >pH775I=  
    Z/05 wB  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: (8-lDoW  
    =@jMx^A"  
    , w'$T)  
    &pY G   
    SX=0f^  
    四、系统组合调整
    k-ex<el)#  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: On.x~ t  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 4bFVyv  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 o(>-:l i0  
    jme5'FR  
    g\{! 21M  
    Qhr]eu;z  
    使用如下绘图宏查看结果 ExP25T  
    |o=\9:wV  
    nC!^,c  
    aCi^^}!  
    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 73z|'0.  
    //u76nQ  
    ^RyTK|SQ  
    ic]tUOC:  
    +j: Ld(  
    KJ^GUqVl  
    点列图
    r=H\4%P4  
    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 1gy}E=noP  
    hUhp2ibEs  
    ^\kHEM|5v  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    ,Ho.O7H  
    07"Oj9NlA  
    x(zZqOed  
    2[&-y[1  
    ^}7t:  
    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。 ApJf4D<V  
    Qp{-!*  
    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.   f<sPh>n  
    E,"btBg  
    [ 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。