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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
    $<;!F=%8  
    K]~! =j)v  
    T;7=05k<_  
    一、光栅设计
    u'Od~x^z  
    参考文章中的参数进行设计: r#8t @W  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 I&2)@Zw  
    &@g~o0  
    Lek!5Ug  
    7T\LYDT  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 ){-Tt`0(u  
    α1 = 24.8° OTgctw1s  
    β1 = 41.3° 9'$\GN{0  
    θ1 = 33.1° +c7e[hz  
    uPe&i5YR  
    s5`CV$bz  
    设置系统参数: t@#+vs@  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    P\jnht  
    pr;n~E 'kq  
    D8OW|wVE  
    Z-md$=+}w  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 UF_?T.Rl^  
    hg2a,EU\Z  
    y cT@ D/  
    O V"5:){  
    二维图,对应镜头文件: 3I"xuKxc  
    [9<c;&$LU  
    4Nb&(p  
    %`]&c)&#Z  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 r$8(Q'  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 jDO"?@+  
    (h8RthQt  
    M]5)u=}S-  
    =&_Y=>rA]0  
    二、前准直镜设计
    sYfiC`9SO  
    0uZL*4A+C  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    c"wk_ #  
    a)o-6  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: !#NGGIp;  
    EDDld6O,  
    zfsGf 'U  
    ydZS^BqG  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析:  ~ERA  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 {uCX F~v  
    &.v|yG]&  
    ,(;TV_@$  
    ,J@A5/B,AA  
    JEL.*[/  
    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。
    o8RVmOXe  
    uo TTHj7cq  
    P&sn IJ  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 C j4ED  
    ZZ? KD\S5  
    \yE*nZ  
     LBIsj}e  
    三. 后聚焦镜设计
    r\j*?m ]  
    -d*zgP  
    • 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。 5/E7@h ,  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 +Oafo|%  
    • 使用4片元件提升像质 {qJ(55  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm V [#$Sz[G  
    (teK0s;t5k  
    NMvNw?]  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: /5wIbmz@I  
    #xoFcjRE  
    `9`T,uJe  
    N<N uBtkA  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: /)J]m  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 2:jWO_V@  
    &y+)xe:&S  
    -+HD5Hc  
    lJJ`aYDp  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: xt zjFfq  
    /D>G4PP<  
    x4N*P  
    $/FL)m8.3  
    eJy}W /  
    四、系统组合调整
    "nA~/t=  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: gWGh:.*T  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 <-(n48  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 &Cm$%3  
    `gX$N1(  
    s= bP@[Gj  
    %0_}usrsk  
    使用如下绘图宏查看结果 ?3yrX _Qm{  
    O!k C  
    TMG|"|  
    0x2[*pJ|IW  
    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 @=6*]:p2.  
    O gtrp)x9  
    >|rU*+I`  
    hkDew0k  
    ^US ol/  
    G0lg5iA<fC  
    点列图
    m:)s UC0  
    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 v 8B4%1NE  
    aXgngw q  
    *[+{KJ  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    o#QS: '|  
    0]Qk*u<  
    1xDh[:6  
    H Xb_k1n  
    6=p!`DOd  
    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。 Zo#c[9IaC  
    (2(y9r*1  
    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"kN(  
    ld[BiP`B2V  
    [ 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。