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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~yp5Nbr  
    J(4g4?  
    7@JjjV  
    一、光栅设计
    >Q&CgGpW$  
    参考文章中的参数进行设计: 9p5= _  
    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。 wc"9A~  
    `q^(SM  
     64SW  
    PVhik@Yoh  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 V>6QPA^  
    α1 = 24.8° D2{L=  
    β1 = 41.3° cxgE\4_u"  
    θ1 = 33.1°  1y 7y0V  
    TFo}\B7  
    U4=]#=R~o  
    设置系统参数: 5~QhX22  
    • 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
    >8%M*-=p  
    lbd(j{h>4  
    nMkOUW:T!  
    JT}.F!q6E  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 uN8/Q2   
    ^1R"7h  
    Mw+v"l&mU  
    P`tyBe#=  
    二维图,对应镜头文件: |hc\jb  
    0Yp>+:#  
    *-6?  
    M%3Wy"YQ,n  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 w#sq'vo4%  
    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。 Oc#>QZ3  
    0iF-}o  
    S.1( 3j*  
    6s5yyy=L%~  
    二、前准直镜设计
    wE?CvL  
     >9{zQf!  
    • 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。
    @cPflb  
    a#$N%=j  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Yc|uD-y  
    &f"T,4Oh  
    f\ 'T_  
    ~}K{e  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: _H8*ReFG  
    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 ;?zF6zvQ  
    "-P/jk  
    w763 zi{  
    $T?]+2,6;  
    +mLD/gK`  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    "oe!M'aj`1  
    *!w25t  
    "b`7[;a  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 &atyDFJ'  
    x)_r@l`$ix  
    J+|/-{g  
    N}DL(-SQ3  
    三. 后聚焦镜设计
    Q ?^4\_  
    ]+ZM/'X  
    • 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。 >Mw'eQ0(y  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 (-(QDRxK  
    • 使用4片元件提升像质 TM-Fu([LMV  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm #|?8~c;RWG  
    Fm5Q&'`l  
    !3V{2-y$-  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: X8Fzs!L`  
    5{X*a  
    `;cz;"  
    tDt :^Bc  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 6OtVaT=}<O  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 n]iyFZ`9  
    CdL.?^  
    ,rai%T/rL  
    c]NN'9G!{  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 3ev -Iqz  
    = ^s$ <  
    (v^Z BM_  
    MMd.0JuaO  
    )~dOmfw%|  
    四、系统组合调整
    |IN[uQ  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 8k H<$9  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ~b6GrY"vB  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 P,ydt  
    GW/WUzK  
    'Wp @b678  
    ;MPKJS68@  
    使用如下绘图宏查看结果 RG1\=J$:E  
    \=fh-c(J,  
    F>-}*o  
    ``4?a7!!  
    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 !i Jipe5  
    P)hi||[  
    ~},W8\C>  
    7&|6KN}c  
    KUKI qAA  
    R6P\T\~E  
    点列图
    2(+P[(N1,  
    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 GHG,!C  
    m9t$h  
    ;==j|/ERe  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    vQHpf>o  
    RRzP* A%=  
    ;s_"{f`Y6  
    5v|EAjB6o  
    b-%l-u  
    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。 K*+6`z#fMF  
    pkk4h2Ah  
    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.   -?fR|[\[U  
    `D2Mss$!  
    [ 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。