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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
    pwg\b  
    )i^ S:2  
    D~zk2  
    一、光栅设计
    +zg3/C4 S  
    参考文章中的参数进行设计: 0: Nw8J  
    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。 gSk0#Jt  
    Kgw, ]E&7  
    mhgvN-? "h  
    AsfmH-4)  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 _[pbf ua  
    α1 = 24.8° o_sb+Vn|  
    β1 = 41.3° 5h l!zA?  
    θ1 = 33.1° v ;nnr0;  
    cz41<SFL  
    S[e> 8  
    设置系统参数: -4v2]  
    • 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
    q\G7T{t$.  
    ?&JK q^9\I  
    cB6LJ}R  
    pS~=T}o  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ?s@=DDB\u  
    ?$6(@>`f&t  
    > ofWHl[-  
    HE:]zH  
    二维图,对应镜头文件: G.~Ffk  
    >ra)4huZ  
    fD*jzj7o ,  
    wz{&0-md*'  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 {#,?K  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 J%IKdxa  
    KjK-#F,@  
    3~\,VO''  
    cDq*B*e  
    二、前准直镜设计
    &3|l4R\  
    bl-D{)X  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    &&7&/   
    +yxL}=4s  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: kA/yL]m^S  
    {n{-5Y  
    lvH} 8 lJ  
    >W6?!ue_  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ;0o% hx  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 g~XR#vl$  
    zym6b@+jN  
    M7=|N:/_  
    32p9(HQ  
    Y+DVwz$  
    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。
    n^Q-K}!T/  
    ,7)z avA  
    riQ0'-p  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 G5NAwpZf  
    i,mZg+;w  
    \.]C`ocD  
    s)#TT9BbV  
    三. 后聚焦镜设计
    &hJQHlyJM0  
    y$9XHubu  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 L|p+;ex  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 mM'uRhO+  
    • 使用4片元件提升像质 ^@)*voP#G  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm \F14]`i  
    HfEl TC:3f  
    A&V'WahC@I  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: v,Z?pYYo  
    C[CNJ66  
    d wku6lCk  
    @+sYwlA~  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: sj&1I.@,>  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 n2Y a'YF  
    Pk&$ #J_  
    ri49r*_1  
    usw(]CnH  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: h*?]A  
    q! WiX|P  
    cvC 7#i[G  
    KB$Y8[  
    C_&ZQlgQ  
    四、系统组合调整
    QO %;%p*  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: \=H+m%  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 {[bB$~7Eu  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 s14 ot80)  
    Q zY5S0  
    UYGO|lkEU  
    2tS,q_-=  
    使用如下绘图宏查看结果 oGL2uQXX  
    9O\yIL  
    B;t{IYhq{  
    +A1xqOB  
    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 n`D-?]*  
    $\L=RU!c}  
    ])#?rRw  
    rnC<(f22  
    "Mh}n-oju  
    1cV0TUrz  
    点列图
    b@B\2BT  
    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 d!y_N&z|(  
    =<Ss&p>  
    ZeH=]G4Zv7  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    T/tCX[}  
    GmZ2a-M  
    "5"{~3Gw^  
    ,qIut|C*  
    4+Y9":<  
    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。 $ Zj3#l:rK  
    ^ R3g7 DG  
    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.   G*g*+D[HM  
    < fYcON  
    [ 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。