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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
    5nib<B%<V  
    i45.2,  
    jo&j<3i  
    一、光栅设计
    g5+m]3#t  
    参考文章中的参数进行设计: Fq~Zr;A  
    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。 5rLx b  
    (5] [L<L  
    Vfzy BjQ  
    5)Z=FUupA~  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 Sydl[c pH$  
    α1 = 24.8° E8av/O VUd  
    β1 = 41.3° Q0"?TSY  
    θ1 = 33.1° <m\Y$Wv  
    e+!xy&u@u  
    Q^va +O  
    设置系统参数: 6t7FklM%  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    l@SV!keQ  
    `Eg X#  
    GmNCw5F  
    O9N!SQs80  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 zf)*W#+  
    q 1xSylE  
    }=f\WWJf0  
    y(<{e~  
    二维图,对应镜头文件:  kVZs:  
    fr`#s\JKw  
    *PlKl_nP6  
    8Ckd.HKpQ  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 e}5x6t  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 Q[3hOFCX  
    `vzMuL;  
    A?04,l]y  
    4P?`<K'  
    二、前准直镜设计
    fcp_<2KH  
    f9UDH8X  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    VTR4uT-  
    'wFhfZB1!B  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: mI<sf?.  
    {9;-5@b  
    I/upiqy  
    %h0BA.r  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 0J[B3JO@M  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 .!^OmT,u  
    !W,LG$=/  
    ?A\+s,9  
    E4\HI+  
    =?4[:#Rh  
    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。
    AW \uE[kg  
    5h Sd,#:  
    bZUw^{~)D  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 d]K8*a%[-  
    ~Fo2MwE2~  
    kLF3s#k  
    Pbbi*&i  
    三. 后聚焦镜设计
    J*K=tA  
    cV1E<CM  
    • 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。 ,_V/W'  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 4`o0?_.'  
    • 使用4片元件提升像质 ze9n}oN  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm x ]}'H  
    lxZ9y  
    V/DMkO#a  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 2h<_?GM\s  
    q},,[t  
    WoN JF6=?  
    d14@G4#Bd  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: p;7wH\c  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 IDF0nx]  
    90F.9rh  
    nfZe"|d  
    b^<7a&  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: +-TEB  
    H_S"4ISS_  
    /W f.Gt9[  
    \I6F;G6  
    )#4(4 @R h  
    四、系统组合调整
    j p}.W  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: xh<{lZ)KJ  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 wZCboQ,  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 c3rj :QK6I  
    Hsov0  
    h7.jWJTo  
    /_expSPHl  
    使用如下绘图宏查看结果 ]C+P J:CC  
    t]vv&vk>  
    }h/7M  
    O 1X)  
    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 |FaK =e  
    Xg USJ*  
    bs% RWwn  
    WFFd3TN%<  
    9T$%^H9  
    >D##94PZ  
    点列图
    afaQb  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 {#@[ttw$U  
    dci,[TEGu  
    DuAix)#FN9  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    RxPD44jVA  
    tNqSCjQ~_c  
    l.;^w  
    i(e=  
    d7&d FvG  
    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。 i 8cmT+}>  
    $%&OaAg  
    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.   HpeU'0u0VK  
    %/nDG9l  
    [ 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。