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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
    vh T9#) HI  
    Oi7|R7NE  
    XxV]U{i!  
    一、光栅设计
    $U!w#|&  
    参考文章中的参数进行设计: aFKks .n3  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 Ey)ox$  
    w:pc5N>we0  
    8amtTM  
    T_pE'U%[  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 =_=jXWOQv  
    α1 = 24.8° ; <3w ,r  
    β1 = 41.3° 3<B{-z  
    θ1 = 33.1° #[J..i/h  
    UGl}=hwKkG  
     c,x2   
    设置系统参数: Jg^tr>I~  
    • 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
    b@nbXm]Z  
    ?jy^WF`  
    =n%?oLg^  
    {?,:M  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ~d28"p.7  
    V5R``T p  
    B f[D&O  
    QiY7m<3  
    二维图,对应镜头文件: 4ajBMgD]KG  
    0p! [&O  
    N/]TZu~k z  
    y=-d*E  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 7M5HIK6_  
    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。 PL wa!j  
    J>x)J}:;  
    *j8w" 4  
    +HUI1@ql  
    二、前准直镜设计
    {{:MJ\_"h_  
    n0nkv[  
    • 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。
    B-JgXW.\0  
    wHdq:,0-!  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: tlG&PVvr  
    >(*jL  
    H`m| R  
    Q-Bci Bh$  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: foaNB=,  
    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 L<J%IlcfO  
    t:$p8qR  
    ^PO0(rh  
    j @sd x)1+  
    IN),Lu0K  
    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。
    lLo FM  
    }4\>q$8'  
    #>[+6y]U!  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 [R6du*P  
    `<q{8  
    O3B\K <l  
    Va?wG3w  
    三. 后聚焦镜设计
    dLG5yx\js  
    J1&G1\G|s=  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 |\Jpjm)?  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 P7<~S8)Y  
    • 使用4片元件提升像质 7teg*M{  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ?zKDPBj  
    @I #@%"AW  
    #W'jNX,h  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 5H`k$[3V  
    &`0heJ 5Yn  
    3x.|g   
    zd"o #(sv  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: .u)Po;e`  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 .Mdxbs6.C  
    FG1$_zN |  
    o1-Zh!*a*  
    315Rk!{AJ  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 8iR%?5 >K  
    a*KB'u6&  
    zT`LPs6T  
    |'b=xeH.^<  
    f \[Z`D  
    四、系统组合调整
    hyVuZ\9B  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: )$i7b  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 i{ eDV  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 mvlK ~c8  
    q?e97a  
    f LxFF  
    2Cj?k.Zk  
    使用如下绘图宏查看结果 b:Wl B[5  
    \{P(s:  
    % )?$82=2  
    83Bp_K2\  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 ;HgV(d#X  
    r[JgCj+$&  
    [#$z.BoEo  
    ie=tM'fb  
    X+ h|sy  
    DU|0#z=*t5  
    点列图
    iK s/8n  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 9^c\$"2B  
    VD<W  
    Y_xPr%%A  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    -{-w5_B$  
    vB#&XK.aW  
    3QL'uk  
    w f,7  
    3z!\Z[  
    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。 ZH~T'Bg  
    ZBB^?FF  
    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.   =pF 6  
    5NZob<<  
    [ 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。