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光行天下 -> SYNOPSYS,CAXCAD -> 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 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

小火龙果 2024-07-17 10:08

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

M=5d95*-}  
[attachment=129389]
m$fQ`XzU  
0 kf(g156  
一、光栅设计
nnt8 sf@\  
参考文章中的参数进行设计： fav5e'[$  
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。 SU%mmw ES3  
6OL41g'  
[attachment=129390]
I&L.;~  
|',M_ e]  
按照光栅示意图，参考文献中的计算结果为 iH-bo@  
α1 = 24.8° fy&#M3UA\U  
β1 = 41.3° i@P 9EU  
θ1 = 33.1° )]%e  
?gLR<d_  
[attachment=129391]
zlH28V  
设置系统参数： tNK^z7Dm  
  • 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
.#*D!;f  
HSNOL  
[attachment=129413]
:?HSZocf  
vqq6B/r@Fu  
设置表面群组-33.1°的倾斜 gaQ[3g  
O\6vVM[  
[attachment=129414]
/"=29sWB  
D=$4/D:;  
二维图，对应镜头文件： ;0IvF#SJ(.  
s(teQ\  
[attachment=129415]
gs?8Wzh90*  
/@VsqD  
在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ?TDvCL  
该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果，三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 tcZa~3.  
R.K?  
[attachment=129395]
:-z&Y492  
F8;mYuA  
二、前准直镜设计
2Kjrw;  
'e F%  
  • 准直透镜出射光为平行光，对其倒置进行设计。
  • 入射光束直径=20mm，焦距取f=75mm，FN=3.75
  • 根据原设计，半视场角约为0.015
  • 输入 DSEARCH 宏并运行
  • 准直镜结构简单，两片元件基本可以满足。
)X/*($SuA  
Cl,9yU)1n  
运行搜索宏可以得到10个初始结构： w4UD/zO  
iHPUmTus--  
[attachment=129396]
4Rx~s7l  
rn;<HT  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: B`i$Wt<7  
使用默认生成的优化宏优化一次，同时控制厚度，输入 MRG 替换真实玻璃 u t$c)_  
a0PE^U  
[attachment=129397]
[attachment=129398]
h\(B#SN  
[attachment=129399]
'xIyGDe  
zX98c  
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。
sm0fAL  
[attachment=129400]
d PsLZ"I  
2`EVdl7B]  
设置表面8的-33.1°的倾斜，使光线垂直进入 rvwa!YY}  
["u#{>(X  
[attachment=129401]
"Ht'{&  
+~N!9eMc  
三. 后聚焦镜设计
30s; }  
6ZcXS  
  • 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。 msiu8E  
  • 输入 DSEARCH 宏并运行 Vz{>cSz#  
  • 使用4片元件提升像质 `{[RjM`  
  • 元件总长50mm，后焦距50mm uAUp5XP|Z  
e?b)p5g  
!scD|ti  
运行搜索宏可以得到10个初始结构： #AShbl jm+  
V C-d0E0  
[attachment=129402]
5MR,UgT  
cMaOM}mS  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: Lkn4<'un  
使用默认生成的优化宏优化一次，输入 MRG 替换真实玻璃 sef]>q  
6kN:*  
[attachment=129403]
96c?3ya  
0]B(a  
删除最后表面的求解，最后的结构及数据： 7/aOsW"6  
&n:{x}Uc  
[attachment=129404]
LBat:7aH>  
[attachment=129405]
ygzxCn|#  
.1#kD M  
四、系统组合调整
]n;1x1'  
在光栅之后插入聚焦镜。使用指令： H>XFz(LWh  
INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 H}/05e  
删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 "u492^  
| &7S8Q  
[attachment=129406]
; b*i3*!g  
x6W `hpL  
使用如下绘图宏查看结果 z=g$Exl  
ml0*1Dw  
[attachment=129407]
'RbQj}@x  
[ *>AN7W   
调整透镜的口径以补满光线，使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 6~xBi(m`  
s2REt$.q  
[attachment=129408]
y t5H oy  
hr/o<#OW  
[attachment=129416]
cj$d=k~  
Dvc&RG  
点列图
nL-K)G,  
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 S\*`lJzPM  
x#*QfE/E(@  
[attachment=129417]
ok{!+VCB5  
查看不同波长下的点列图和光斑大小
bm# (?  
xr%#dVk  
[attachment=129411]
n}?wVfEy  
[attachment=129412]
$n!K6fkX%  
5T?-zFMM  
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。 !RH.|}  
}D;WN@],  
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.   %IY``r)j  
(Un_!)  
落多余 2024-12-11 16:22
学习一下啊，不错
寒夜 2024-12-11 23:08
挺不错的软件教程。
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