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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
    m}0US;c#f  
    BQ[1,\>  
    joDnjz=  
    一、光栅设计
    vP&dvAUF  
    参考文章中的参数进行设计: (,Yb]/O*  
    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。 {rGq|Bj  
    ?UQVmE&  
    :SG9ygq'  
    B?-RzWB\3  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 ;OmmXygl  
    α1 = 24.8° X`]-) (U X  
    β1 = 41.3° !U}A1)  
    θ1 = 33.1° nul?5{z@  
    C<fWDLwYqV  
    nWN~G  
    设置系统参数: wKum{X8  
    • 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
    %@$h?HP  
    Dqe)8 r  
    &T]+g8''  
    %0INtq  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 MLY19;e  
    }p}i _'%  
    28SlFu?  
    wQ!~c2a<8  
    二维图,对应镜头文件: >h<eEv/  
    '*!R gbj;  
    m(nlu  
    !$AVl MnJ  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 x +|Fw d  
    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。 t*<vc]D  
    qyUcjc%[  
    |`s}PcV  
    (U2G"  
    二、前准直镜设计
    = Ii@-C  
    swG^L$r`  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    *)ed(+b  
    K%qunjv  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: riZFcVsB  
    @iUzRsl  
    ' F`*(\#  
    0NfO|l7P  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: &o^wgmS   
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 |_F-Abk  
    &[*_ -  
    E{T\51V]%  
    Y@KZ:0<  
    z A&0H  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    <X p F  
    p$f#W  
    /2>-h-zBjw  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 )oTEB#J  
    w?C _LP  
    '`"LX!"ZO  
    l4U& CA y  
    三. 后聚焦镜设计
    D> Z>4:EM  
    n8[sR;r5f  
    • 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。 jm RYL("  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 Q[J,j+f<  
    • 使用4片元件提升像质 <ofXNv;`  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm <B`}18x  
    1a_;[.s  
    +n,8o:fU:  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: )@eBe^  
    IS&`O= 7  
    `Kym{og  
    :N8D1e-a  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: mI9h| n  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ]~?k%Mpw  
    L!S-f4^5  
    7;CeQx/W)W  
    W:(:hT6`j9  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: %T'?7^\>  
    ~e{2Y%  
    yl 0?Y  
    C| Mh<,~ E  
    ,;/4E  
    四、系统组合调整
    <g*rTqT'  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: >=U $s@  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9  Xid>8  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 dZ%b|CUb  
    `yQHPN0/  
    <ya'L&  
    .Z_U]_(  
    使用如下绘图宏查看结果 T{uktIO/  
    E*(Q'p9C  
    44%H? ,d  
     u`bWn  
    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 GK&yP%Z3  
    UBqK$2 #  
    Ku&(+e  
    {_q2kk  
    } \823 U %  
     vo::y"  
    点列图
    %1=W#jz  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 l w%fY{  
     R(zsn;  
    ItRGq  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    i44:VR|  
    EXBfzK)a  
    ]$L[3qA.  
    ~f@<]  
    RU{}qPs?  
    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。 t[Q^Xp  
    TM"-X\e~{  
    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.   JfVay I=  
    WEsH@ [  
    [ 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。