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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
    3.E3}Jz`  
    "c*&~GSE4  
    [a!*m<  
    一、光栅设计
    *Fu;sR2y%:  
    参考文章中的参数进行设计: F,/yK-9  
    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。 $4u8"ne)  
    P{%R*hb]  
    I`4k5KB;  
    _8ubo\M~  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 i[ 40p!~  
    α1 = 24.8° iJVm=0WS^  
    β1 = 41.3° 5rlZ'>I.  
    θ1 = 33.1° b|E1>TkY  
    2{I+H'w8:  
    O#3PUuE%d  
    设置系统参数: o*Kl`3=]  
    • 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
    qfa[KD)!aB  
    Ot([5/K  
    *Vr;rk  
    $Fik]TbQp  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 <= Aqi91  
    I_3{i`g  
    P2=u-{?~  
    FC }r~syqA  
    二维图,对应镜头文件: i8i~b8r]  
    w i=&W  
    ]B=2r^fn  
    l$DQkbOj  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 %W,V~kb  
    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。 W $EAo+V  
    UMj8<Lq)j  
    #xfPobQ>il  
    t# <(Q  
    二、前准直镜设计
    &.)ST0b4  
    9KDm<Q-mf  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    #B &%Y6E5  
    xF])NZy|  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: '/ *;g#W=  
    j,CVkA*DY  
    2R>!Wj'G+o  
    L2{b~`UvP  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: vd#BT$d?  
    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 K\y W{y1  
    6<m9guv  
    |P(8T'  
    )bR`uV9<  
    F%`O$uXA  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    . E? a  
    =v49[i  
    ;QqC c!b  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 p n(y4we  
    w*krPaT3  
    c);vl%  
    2b^E8+r9  
    三. 后聚焦镜设计
    %WAaoR&u  
    QM4O|x[   
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 b3l~wp6>  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 a}5/?/  
    • 使用4片元件提升像质 /nzJ`d  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm yL"UBe}v  
    "eZ~]m}L0  
    :?f^D,w_B  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: y?ypRCgO.u  
    \<Di |X1  
    !(#d 7R  
    |ohCA&k%;  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: a&%v^r[  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 OXD*ZKi8  
    ]3I@5}5%  
    a|kEza,]  
    ]qO*(m:}o  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: [,Fu2j]  
    ^17i98w  
    JV@b(x`  
    QW= X#yrDO  
    Q+; N(\  
    四、系统组合调整
    &2,^CG  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: ^\7GFpc  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 9a0|iy  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 ,| ~Pa  
    A1F!I4p5  
    .9@y*_ 9  
    CMC9%uq  
    使用如下绘图宏查看结果 m\@q2l-  
    ~ As_O6JI  
    O>[B"mM t  
    `P?!2\/  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 k]~|!`  
    &FY7 D<  
    5;X3{$y  
    OEhDRU%k  
    l,:> B-FV  
    8RjFp2) W  
    点列图
    Uu~~-5  
    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 H' %#71  
    A+ LX37B  
    9"f  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    .wf$]oQQ  
    #D .hZ=!  
    Ug8>|wCE  
    Cp^`-=r+  
    M sQ=1  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 hGb SN_F  
    1-~sj)*k  
    参考文献:[1]何振磊,卢启鹏,丁海泉,高洪智.透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计[2][J].激光与光电子学进展,2015,52(12):214-220.   pP^5y{  
    SY$%)(c8kL  
    [ 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。