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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
    `xc^_781\  
    &%2*Wu;  
    TP}h~8 /;  
    一、光栅设计
    _6k*'aT~FK  
    参考文章中的参数进行设计: if)Y9:{r^  
    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。 A+&xMM2Wj  
    g!`3{ /4  
    ZKz,|+X0G  
    8`]=C~ G  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 [<,~3oRu  
    α1 = 24.8° `?y<>m*  
    β1 = 41.3° 6MG9a>=  
    θ1 = 33.1° qTB$`f'|$  
    >;#=gM  
    mC z,2K|^~  
    设置系统参数: 9~0^PzTA  
    • 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
    JI/_ce  
    a6h>=uT [  
    IF +i3#$  
    ^Q{Bq  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 om3`[r[{  
    ur\qOX|{  
    e8EfQ1 Ar  
    S|zW^|YU  
    二维图,对应镜头文件: t UR c bwV  
    LrCk*@  
    jDRe)bo4  
    BYM3jXWi0v  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ,zQOZ'^  
    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。 cDrebU  
    XYH|;P6K  
    @-)tM.8~  
    L!'k ! k  
    二、前准直镜设计
    /U$8TT8+-  
    a1.|X i'/z  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    mF09U(ci  
    3p*-tBOO  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: -z:&*=  
    [,~TaP}m  
    Y e+Ay  
    _ OaRY]  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: MqKye8h9f  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 C*I(|.i@  
    q+a.G2S  
    .A1\J@b  
    Bd3~EbFL  
    l+wc '= ]  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    3"UsZyN:  
    l+y}4 k=/  
    S*"u/b;  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ~JuKV&&}K  
    X8<2L 2:  
    _ jAo:K_Z  
    R[1BfZ6s  
    三. 后聚焦镜设计
    oh#> 5cA8  
    [ut#:1h^  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 |c2v%'J2G  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 15zrrU~D  
    • 使用4片元件提升像质 !RlC~^ -  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm uO >x:*^8  
    @("}]/O V:  
    On1v<SD$[  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 0m+8P$)C%  
    D6Y6^eS-  
    |z^pL1Z]5  
    QMk+RM8U  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ACV ek  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 qd!#t]  
    3]n0 &MZAR  
    -)<m S  
    {5Eyr$  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: j5%qv(w  
    nDlO5 pe"d  
    3D)b*fPc  
    "]t>ZT:OJ  
    agd)ag4"[u  
    四、系统组合调整
    qi+&|80T.  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: GJ}.\EaAJ  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 bj"z8kP  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 2[dIOb4b  
    aQcN&UA@  
    $Kq<W{H3ut  
    ,.g}W~S)  
    使用如下绘图宏查看结果 Q-zdJt  
    >$ F:*lO  
    M^H90GN)X  
    E '%lxr  
    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 ,w&:_n  
    =s'7$D}0.  
    >;i\v7  
    <4zT;:NQ  
    (L|}`  
    d.pp3D 9/  
    点列图
    *\LyNL(  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 JfTfAq]  
    =w <VT%  
    _ K/swT{f  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    %yaG,;>U  
    PZ34*q  
    rR!U;  
    fr#Qz{  
    k!doIMj  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 id?_>9@P  
    pN$;!  
    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.   ~tNY"{OV#  
    \n@V-b  
    [ 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。