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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
    BKQIo)g.G  
    ?#m<\]S<  
    g T XW2S  
    一、光栅设计
    X#DL/#z k  
    参考文章中的参数进行设计: nFe` <Al$N  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 E-sSRt  
    ~J1;tZS  
    |'c4er/;#  
    x(9; !4O>  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 OyJsz]b} M  
    α1 = 24.8° 0aC 2 Pym^  
    β1 = 41.3° M_h8#7{G  
    θ1 = 33.1° wKk 3)@il  
    kz0I2!bt  
    W""*hJ  
    设置系统参数: {b'}:aMc  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    EK?@Z.q+  
    RQ^m6)BTo  
    v._Egk0  
    K[uY+!'1  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 gT(th9'+z  
    m']9Q3-  
    "Su b4F`  
    &_9YLXtMi;  
    二维图,对应镜头文件: t/KcXM  
    -c+>j  
    cgs3qI  
    @sw9A93A  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ]6{(Hjt  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 nAo8uWG  
    nTys4 R  
    5zNSEI"PY  
    rH$eB/#F  
    二、前准直镜设计
    /a[V!<"R  
    nW|'l^&  
    • 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。
    [)#u<lZ<~  
    D:wnO|:  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: t_dcV%=  
    WI1T?.Gc   
    n1QEu"~Zj  
    #K=b%;>  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: bz{^h'  
    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 LH=d[3Y  
    -7>^ rR V  
    C=N! z  
    AL>c:K)qO  
    I@n*[EC   
    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。
    5>k>L*5J  
    ;>NP.pnA)  
    X*pZNz&E  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 1ZT^)/G  
    \un sh^M  
    A LXUaE.  
    !|:RcH[  
    三. 后聚焦镜设计
    GI4?|@%vD!  
    gU l1CH&  
    • 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。 Iq{o-nq  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 w6vLNX  
    • 使用4片元件提升像质 C<_ Urnmn  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm JXH",""bq  
    -Q6(+(7_|  
    (tepmcf  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: N83!C=X'  
    .iFViVZC  
    *kP;{Cb`  
    O?CdAnhQc`  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: swt tp`  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 R.K?  
    :-z&Y492  
    F8;mYuA  
    >K\3*]>J3  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: k@S)j<  
    p"2m90IO  
    tl|ijR  
    4S tjj!ew  
    ^w.]Hd 2  
    四、系统组合调整
    W!t{rI72  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 6 jmrD  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 z<!O!wX_aI  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 le.anJAr  
    a0PE^U  
    PSPTL3_~  
    'xIyGDe  
    使用如下绘图宏查看结果 zX98c  
    GWhE8EDT  
    `xCOR  
    F% `zs\  
    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 p!_[qs  
    W RF.[R"  
    58::h. :  
    XIKvH-0&  
    I7~|~<  
    D93gH1z  
    点列图
    @OzMiN  
    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 =-w;z x  
    m^<p8KZ  
    u"`*DFjo*  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    V^WU8x  
    9YD\~v;x  
    P;73Hr[E#  
    \Wr,<Y  
    =>qTNh*'  
    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。 qw<HY$3=  
    Xw t`(h[u  
    参考文献:[1]何振磊,卢启鹏,丁海泉,高洪智.透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计[2][J].激光与光电子学进展,2015,52(12):214-220.   1fH<VgF`  
    h$`#YNd'  
    [ 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。