切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1436阅读
    • 2回复

    [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]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2176
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    C#-x 3d-{  
    |nt J+  
    x:2[E-  
    一、光栅设计
    AN~1E@"  
    参考文章中的参数进行设计: E?XA/z !  
    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。 _ _)Z Q  
    ;C"J5RA  
    Oy|9po  
    tcX7Ua(I`  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 If&p$pAH?  
    α1 = 24.8° &erNVD5o  
    β1 = 41.3° nlmkkTHF8  
    θ1 = 33.1° MW$9,[  
    d;;=s=j  
    k Dv)g  
    设置系统参数: ,DE%p +q  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    ?APzx@$D.  
    R*[ACpxr  
    Lw#h nLI.  
    e+6~JbMV  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 Z9sg6M@s  
    {[9^@k  
    gvU6p[D  
    V+Tj[:ok  
    二维图,对应镜头文件: *"4<&F S  
    q@!:<Ra,){  
    NPc%}V&C(u  
     ]t=>#  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 SA&wW\Ym]  
    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。 Sph+kiy|  
    e!-'O0-Kw  
    ;,A\bmC  
    sS|zz,y  
    二、前准直镜设计
    r"Bf@va  
    @!MbPS  
    • 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。
    08` @u4  
    lR(&Wc\j  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: drZw#b  
    dG rA18  
    L9kP8&&KK  
    W#wM PsB  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析:  A:!{+  
    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 E7<:>Uh  
    wTW"1M  
    7/1S5yUr|  
    4J_%quxO  
    f65Sr"qB3  
    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。
    ]@P*&FRcZ  
    s_[?(Ip{  
    Kaa*;T![  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 @$*c0 . |z  
    4(&'V+o  
    M,@SUu v"  
    !eq]V9  
    三. 后聚焦镜设计
    JU@$(  
     ;E&XFTdO  
    • 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。 4 5lg&oO  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 %;5hHRA  
    • 使用4片元件提升像质 OS 6 )`  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm s`B'vyoaa  
    XJ\q!{;h  
    {2x5 V#6  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: `R> O5Rv  
    T82_`u  
    8if"U xV(  
    7" [;M  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: (`NRF6'&1L  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 GN<I|mGLJK  
    _#O?g=1  
    54{"ni 2a  
    twtDyo(\  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据:  {5udol5?  
    ~c^-DAgB  
    h[]N=X  
    {dwV-qz  
    yjq )}y,tF  
    四、系统组合调整
    nf4 P2<L!  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: s]iOC6v  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 XbC8t &Q],  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 B<LavX>F  
    DX"; v J  
    IT(c'}  
    /v{[Z&z  
    使用如下绘图宏查看结果 %\cC]<>  
    z aF0nov  
    mSfhl(<L  
    Lvq]SzOw  
    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 A 5 X+Z  
    )ta5y7np  
    zmFFBf"<  
    |pqpF?h5|  
    cPcV[6)5K9  
    j,xPN=+hT  
    点列图
    9pcf jx..  
    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 ".%LBs~$  
    =]a@)6y  
    ,[\(U!Z7:%  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    \6hL W_q1  
    ,NEs{! T  
    !5j3gr ~  
    `4 bd,  
    `tG_O  
    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。 Ij1 ]GZ`A(  
    k+[KD>;1  
    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.   fWyDWU  
    pT@!O}'$  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
    本主题包含附件,请 登录 后查看, 或者 注册 成为会员
     
    分享到
    离线落多余
    发帖
    4
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-11
    学习一下啊,不错
    离线寒夜
    发帖
    662
    光币
    10776
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2024-12-11
    挺不错的软件教程。