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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
    kwHqvO!G  
    iS"8X#[]N  
    rQEi/  
    一、光栅设计
    5!AV!A_Jp  
    参考文章中的参数进行设计: :Sc8PLT  
    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。 vWl[l -E  
    -+}5ma  
    _(6`{PWY  
    6z3T?`}Y  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 iS1Gb$?  
    α1 = 24.8° %f(S'<DhC  
    β1 = 41.3° q[G/}  
    θ1 = 33.1° nlzW.OLM  
    W7L+8LU;  
    1OJ*wI*  
    设置系统参数: Iy S"  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    a*Ss -y  
    dC` tN5  
    %X4-a%512  
    wmo{YS3t|  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 +2DE/wE]e+  
    gF[6c`-s  
    k&) K(  
    ]U,CKJF%/  
    二维图,对应镜头文件: gg-};0P-  
    9?;@*x  
    P8wy*JvT  
    ^/>Wr'w   
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 {'h_'Y`bOQ  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 x(PKFn  
    pe()f/Jx(  
    \=!H2M  
    Vkr`17`G  
    二、前准直镜设计
    dEASvD'  
    M$Fth*q{GD  
    • 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。
    |gnAqkW0  
    ImIqD&a-h  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ^qxdmMp)l  
    m0A#6=<  
    H9RGU~q4s[  
    6eQsoKK  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: nr OqH  
    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 {A|bBg1!  
    $$JIBf8  
    !?nu?  
    90~*dNk  
    P##Z[$IJ3  
    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。
    rA,CQypo  
    SIq1X'7  
    Sx8l<X  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 %3M95UZ2  
    3bH~';<  
    q IM  
    FV A UR  
    三. 后聚焦镜设计
    x;u~NKy  
    @\)fzubu  
    • 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。 2FGx _ Y  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 s~^*+kq  
    • 使用4片元件提升像质 rvic%bsk  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm a/~29gW8E\  
    xf/m!b"p  
    mDfwn7f  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ]:&n-&@L  
    )1f+ld%R  
    cC%j!8!  
    [Tb\woU  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: I!0JG`&  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 p1D()-  
    ==N` !+  
    !h CS#'  
    lkA^\ +Ct  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: R2 lXTW*  
    qD-fw-,:  
    vZ@g@zB4o0  
    G>%AZr{M  
    Ky kSFB  
    四、系统组合调整
    HzvlF0f  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: *| YU]b;W  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 rjUBLY1(  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 <Ct_d Cc  
    E-fr}R}  
    +TN^NE  
    %/T7Z; d  
    使用如下绘图宏查看结果 /^:2<y8Ha  
    t`5j4bdG  
    l~J*' m2  
    \9)#l#m  
    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 Qz+sT6js-  
    & [_ZXVva~  
    5& !'^!  
    #cU^U#;=r  
    C>X|VP |C  
    k4{:9zL1#?  
    点列图
    `~h4D(n`  
    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~)w\(r  
    5mgHlsDzu  
    Ei5wel6!  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    |~K(F <;j  
    r_U>VT^E:  
    6~8F!b2  
    xWE8W m  
    >(3\k iYS  
    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。 U O<:.6"  
    !tNd\ }@  
    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.   jL>:>r  
    pQWHG#?7  
    [ 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。