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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
    ASSe;+yp  
    i\>?b)a>  
    _GoFwVO  
    一、光栅设计
    qP9`p4c8i  
    参考文章中的参数进行设计: n&Q0V.  
    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。 $}H,g}@0  
    msq2/sS~  
    *y~~~ 'J/  
    Jg&f.  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 Q ~eh_>"  
    α1 = 24.8° 5IRUG)Icr  
    β1 = 41.3° ,W$&OD  
    θ1 = 33.1° I#(?xHx  
    GCrsf  
    cf\GC2+"^$  
    设置系统参数: #Fh:z4  
    • 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
    `{ \)Wuw  
    %y+v0.aWH+  
    Om8Sgy?  
    !^aJS'aq  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 IRsyy\[kp8  
    f5*hOzKG6  
    LP>GM=S#"  
    lgefTT GX)  
    二维图,对应镜头文件: ,/eAns`ZU  
    VP }To  
     ^5R2~  
    eB<R"Yvi  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 _"#n%@  
    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。 wd2z=^S~  
    !wo  
    nCLEAe$W\=  
    4@9xq<<5  
    二、前准直镜设计
    XJA];9^  
    7J|nqr`>t  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    :;w#l"e7<  
    E g_ram`\R  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: dlioaYc  
    lB   
    /PEL[Os  
    ~ L"?C  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: && b;Wr  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 ^MvBW6#1  
    2~%^ y6lR  
    a" L9jrVrw  
    h*\u0yD)  
    vU9:` @beu  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    /])P{"v$^  
    |u+!CR  
    No*[@D]g  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 W@D./Th  
    yV*4|EkvW  
    _7'5IA  
    ==EB\>g|  
    三. 后聚焦镜设计
    Hz>Dp !  
    #Sg"/Cc  
    • 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。 o_03Io ~Bf  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 Y} 6@ w  
    • 使用4片元件提升像质 `yO'-(@"gY  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ?/8V%PL~$  
    IRTD(7"oyp  
    L2OR<3*|Av  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: %^[D+1ULb  
    8#/y`ul  
    Os KtxtLO  
    P~%+KxwZQ  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: nkf7Fq}  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 w"C,oo3  
    {(I":rt#  
    QQv%>=_`  
    lnRL^ }  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: z"Mk(d@-E  
    ij;P5OA  
    m=SI *V  
    /aIGq/;Y+a  
    5lM2nhlf'b  
    四、系统组合调整
    A0:rn\$l3  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: mhy='AQJ  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ]Y!x7  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 m xqY  
    " m13HS  
    >H ?k0M`L  
    ncMzHw  
    使用如下绘图宏查看结果 P-3f51Q  
    D <R_eK  
    @5ud{"|2  
    8;r#HtFM  
    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 E&eY79  
    W"GW[~ h  
    Fm,` ]CO  
    .ESvMK~x  
    5doi4b>]!  
    oeB'{bG  
    点列图
    7eAV2.  
    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 n:P:im?,y*  
    -Ep#q&\  
    `;J`O02  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    kS8?N`2}LV  
    T7^;!;i`X  
    BdF/(Pg  
    ,(pp+hNq  
    7J!s"|VS  
    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。 _io'8X2K%  
    :C(/yg  
    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.   }#7rg_O]>  
    h]s~w  
    [ 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。