[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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Qp9)Rc5  
EN^C'n  
参考文章中的参数进行设计： MpZ #  
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。 ]=T`8)_r)  
[0v`E5  
MH;5gC@ `  
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按照光栅示意图，参考文献中的计算结果为 ,[6N64fy  
α1 = 24.8° 7VWq8FH`  
β1 = 41.3° |y+<|
fb,a  
θ1 = 33.1° Jr/|nhGl5  
Kfho:e,  
设置系统参数： Qo7]fnnaV  

• 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

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{<XPE:1>Y  
设置表面群组-33.1°的倾斜 EC*rd  
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二维图，对应镜头文件： 9|19ia@[\  
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在三维绘图中显示三种波长进行绘图 >_9w4g_<  
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。
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DQ'yFPE  
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R0>GM`{  

• 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。

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kjWY{7b!  
运行搜索宏可以得到10个初始结构： j. 1@{H  
bB01aiUw@l  
<=fYz^|XT  
m0XdIC]s  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: l;TWs_N  
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 <pAN{:  
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gmG M[c\  
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设置表面8的-33.1°的倾斜，使光线垂直进入 n}NO"eF>-s  
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s d-5AE  
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• 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。 QFn .<@  
  
• 输入 DSEARCH 宏并运行 NkWU5E!  
  
• 使用4片元件提升像质 rnB-e?>  
  
• 元件总长50mm，后焦距50mm :el]IH  
  

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运行搜索宏可以得到10个初始结构： eUa2"=M  
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P2lDi!q|  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: IhIPy~Hgt  
使用默认生成的优化宏优化一次，输入 MRG 替换真实玻璃 u 3&9R)J1  
fU@{!;|Pz  
Mp8BilH-T  
A
w]W-fx  
删除最后表面的求解，最后的结构及数据： HvhP9_MB  
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在光栅之后插入聚焦镜。使用指令： q|Oz   
INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 
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删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 /eZ UAxq  
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LV$@J  
使用如下绘图宏查看结果 6xLLIby,  
I/F3%'O  
[N$#&4{Je  
A^:/*  
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 l]pHj4`uv  
X-xN<S q  
=3~u.iq$  
2aROY2  
fT:a{  
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 zjuU*$A4  
:$=r^LSH  
STfcx]L  
dnZA+Pa  
YIb=rR[ $  
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。 p5 !B  
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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.   7'pmW,;  
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