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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
    *d-JAE  
    $Q=S`z=  
    Y,-! QFS#  
    一、光栅设计
    #d$lN}8  
    参考文章中的参数进行设计: 9r 5(  
    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。 Fh}GJE   
    vJ>o9:(6  
    x}OJ~Yk]  
    FW3uq^  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 )hD77(c  
    α1 = 24.8° (XV+aQ\A  
    β1 = 41.3° |)[&V3+|  
    θ1 = 33.1° @u:q#b  
    OZ&SxR%q4  
    2|${2u`$&y  
    设置系统参数: 5 axt\  
    • 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
    n9V8A[QJ  
    cEK#5   
    5dL!e<<  
    96%N  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 5m?9O7Pg  
    )qRE['M  
    HE+D]7^  
    'wo}1^V  
    二维图,对应镜头文件: Nh^q&[?  
    -`PLewvX  
    Rpxg 5  
    Mz;KXP  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 72= 4#  
    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。 QiNLE'19^  
    zT'(I6 S:)  
    :#=B wdC  
    \OkJX_7  
    二、前准直镜设计
    CT (HTu  
    |wyua@2  
    • 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。
    5IbCE.>iU  
    L8KaK  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: y/"CWD/i  
    A9z3SJ\vXl  
    9jllW[`2F  
    2>m"CG  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: $I9U.~*  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 z h%b<  
    %:7/ym[  
    3w+ +F@(  
    Sb`SJ):x  
    `* cJc6  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    )ZpMB  
    y_T%xWK5  
    <4N E)!#  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 WmE4TL^8?  
    \ (U|&  
    uIR   
    ix 5\Y  
    三. 后聚焦镜设计
    ^CB@4$!   
    J,k.*t:  
    • 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。 a)!R4  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 jK2gc^"t  
    • 使用4片元件提升像质 \# 1p  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm Rd|^C$6  
    ?]>;Wr  
    ^ j<2s"S  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: +xNq8yS  
    8cj}9}k  
    ZC)m&V 1  
    T )bMHk  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: U \jFB*U  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Srrzj-9^)K  
    )~#3A@  
    }1NNXxQ  
    * K0aR!  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: _w7yfZLv+  
    ~2QD.(  
    9dp1NjOtAc  
    T!>sL=uf  
    cq8JpSB(  
    四、系统组合调整
    {-yw@Kq  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: P} Y .  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ZJHaY09N  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 K%;=i2:  
    LKst QP!I  
    aF.fd2k  
    !Za yN  
    使用如下绘图宏查看结果 mEbj  
    PsN_c[+  
    O*c<m,  
    KqXPxp^_Al  
    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 Oo9'  
    n^/)T3mz{  
    ne=CN!=  
    ~FnY'F<35  
    =@MJEo`D  
    v+'*.Iv:  
    点列图
    a!, X@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 \Z-Fu=8J8^  
    2W;2._  
    1}OM"V  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    B9]bv]  
    c+:^0&l  
    cPX^4d~9  
    ghW  
    )-\qo#0l  
    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。 :13u{5:th  
    LB^xdMXi  
    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.   U"L-1]L  
    W?du ]  
    [ 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。