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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
    Pe !eID8  
    |WB<yA1  
    [z:bnS~yiD  
    一、光栅设计
    2dr[0tE  
    参考文章中的参数进行设计: %8T:rS  
    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。 F%Lniv/N  
    o 2 5kFD  
    qYW{$K  
    gq6C6   
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 C'hI{4@P  
    α1 = 24.8° )CzWq}:  
    β1 = 41.3°  kQ$Q}3f  
    θ1 = 33.1° .d5|Fs~B  
    9_rNJLj8y  
    +SmcZ^\OZ  
    设置系统参数: zJ#e3o .  
    • 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
    1@Bq-2OD4  
    >,`/ z  
    m%$z&<!  
    ;C%D+"l1g  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 R.R(|!w>  
    $.}fL;BzVz  
    aho;HM$hjP  
    '?5=j1  
    二维图,对应镜头文件: w.cQ|_  
    'f<0&Ci8  
    9jiZtwRpk  
    :YB:)wV,P  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 _VR Sdr5  
    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。 ]do0{I%\eq  
    B7TA:K  
    6:B[8otQ  
     y'Xg"  
    二、前准直镜设计
    &{* [7Ad  
    bG>pm|/  
    • 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。
    +|Q8P?YD_  
    Xt /T0.I  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: nD.4c-hd$q  
    Z\xR+3  
    vI ]| W  
    FpfOxF6A3  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: A $W,#`E  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 .*D~ .!  
    'r4 j;Jn  
    'oHtg @  
    +J$[RxQ#  
    >E?626*  
    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。
    !O)Ruwy  
    SMgf(N3]  
    kAf:_0?6  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 PF@<>NO+W  
    /wI$}X5o~  
    Gw3|"14  
    f6^H Q1SSt  
    三. 后聚焦镜设计
    v%V$@MF  
    gOO\` #  
    • 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。 F%6al,8P  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 J}KATpHs  
    • 使用4片元件提升像质 1d|+7  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm "VkraB.i  
    *gu~7&yoP  
    j$zw(EkN  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: F)lDK.  
    %`HAg MgP  
    <<v,9*h  
    G(|ki9^@"9  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: >mT2g  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 GKtG#jZ&  
    Gs.id^Sf  
    [1dlV/  
    F^&_O*"  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: zfO0+fMH  
    \Q?r+VZ  
    !u~( \ Rb;  
    v l2!2X  
    )fpZrpLXE  
    四、系统组合调整
    L$l'wz  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: %Ox*?l _  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 }Hrm/Ni  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 -O\!IXG^  
    lz faW-nu  
    X|7gj &1  
    d"Hh9O}6  
    使用如下绘图宏查看结果 Cz+>S3v M  
    B:a&)L wp0  
    #)hM]=,e  
    \$V~kgQ0  
    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 ,S2D/Y^>  
    8{@|M l  
    |OUr=b  
    65\'(99y U  
    gE0k|Z(RF  
    d11~ mU\  
    点列图
    =\ iV=1iB  
    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 !GURn1vcAe  
    vR3'B3y  
    .4Jea#M&x  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    O2us+DhQ  
    7d]}BLpjWz  
    Im+<oZ  
    C!]hu)E  
    \&`S~cV9  
    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。 s}uOht} o  
    ,Za!  
    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.   "b8<C>wY  
    OySIp[{tJ  
    [ 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。