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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
    ]^J+-c  
    PGPISrf  
    c;:">NR  
    一、光栅设计
    (O)\#%,@R  
    参考文章中的参数进行设计: a|DsHZ^6^  
    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。 g$*/ XSr(  
    @4IW=V  
    &8[ZN$Xe"  
    lLb:f6N  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 % v;e  
    α1 = 24.8° ~Cjz29|gp  
    β1 = 41.3° \~JNQ&_o  
    θ1 = 33.1° =N YgGEFq.  
    8YuJ8KC  
    +hE',i.  
    设置系统参数: NH7`5mF$  
    • 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
    ~I{EE[F>qL  
    D Irgq|8  
    Ye9Y^+-  
    K)\(wxv  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 e]lJqC  
    ,i?)  
    xK(IS:HJ*  
    s}6+8fE"  
    二维图,对应镜头文件: kOw=c Gt  
    <d5@CA+M  
    DH 6q7"@  
    y|$R`P  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 0,HqE='w  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 7ftR 4  
    Pm4e8b  
    H&M1>JtE  
    lC0~c=?J  
    二、前准直镜设计
    (+* ][|T  
    {P-xCmZ~Wt  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    > 2#%$lX6  
    4SgF,ac3r  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 5sCFzo<=vh  
    +a%xyD:.?  
    XAe\s`  
    KU-'+k2s;p  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: j&5G\6:  
    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 ((XE\V\}Z  
    089 k.WG  
    -."kq.m*  
    H@GE)I>^@  
    @Mm/C?#*O  
    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。
    i}v9ut]B  
    Gav"C{G  
    [)^mBVht  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ]4`t\YaT  
    yGxv?%%2  
    <47k@Ym   
    }Z\wH*s`  
    三. 后聚焦镜设计
    "+)K |9T#  
    O sQkA2=  
    • 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。 H3 , ut  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 Zb(E:~h\  
    • 使用4片元件提升像质  FZ F @  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm (9 sIA*,}  
    <:&de8bT  
    Rf)ke("  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: *^] ~RhjB  
    jfD1  
    yhpz5[AuO  
    !SO8O  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 4U=75!>  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 pj0fM{E  
    @Y}uZ'jt'  
    SHV4!xP-V  
     |t))u`~  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: X8i(~ B  
    )0k']g5  
    87V1#U^  
    Pao%pA.<  
    +f>cxA  
    四、系统组合调整
    & ze>X  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: z x@$RS+]  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ; Y"N6%  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 MV0Lq:# N  
    PE"v*9k  
    ~=En +J}*  
    n((vY.NDV  
    使用如下绘图宏查看结果 @*>Sw>oet  
    S{#cD1>.  
    uLQ  
    } fZ`IOf  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 -oyO+1V  
    Wh( |+rJ?Z  
    ,+`HQdq  
    RO&H5m r%@  
    [8XLK4e  
    ; A,#;%j  
    点列图
    JWv{=_2w  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 e5?PkFV^a1  
    n6MM5h/#r  
    uuNR?1fS  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    P[ r];e  
    =JS;;PzX[  
    R@iUCT^$  
    J=W0Xi !  
    71fk.16  
    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。 e`K)_>^n#  
    (=4W -z7  
    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.   5fJ[}~  
    \4d.sy0&>-  
    [ 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。