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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
    wQl ,  
    H064BM  
    #b}Z`u?@  
    一、光栅设计
    ,$L4dF3  
    参考文章中的参数进行设计: Wx%H%FeK  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 ;3coP{  
    ah$b [\#C  
    .&iawz  
    \##zR_%  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 J9nX"Sb  
    α1 = 24.8° IJp-BTO{V  
    β1 = 41.3°  #4NaL  
    θ1 = 33.1° 8mrUotjS  
    [ZwjOi:)  
    VR8-&N  
    设置系统参数: pZ{+c  
    • 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
    hp50J  
    ea2ayT  
    u(.e8~s8  
    ,5p(T_V/  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 %g$o/A$  
    ,Ks8*;#r  
    uk:(pZ-uJ  
    K hR81\  
    二维图,对应镜头文件: cGzPI +F  
    ,.8KN<A2]'  
    dh iuI|?@  
    ]L.O8  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 /)>3Nq4Zx  
    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。 DH!~ BB;  
    rl;~pO5R9  
    #$07:UJ  
    3,3N^nSD  
    二、前准直镜设计
    `UyG_;  
    `:KY\  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    !sP {gi#=  
    &-6Gc;f8  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ;?i W%:_,  
    20h, ^  
    AM\'RHL  
    BoWg0*5xb  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: -zgI_u9=EB  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 >uB# &Q  
    z'n:@E  
    I-*S&SiXjI  
    83\pZ1>)_  
    &)ChQZA  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    n5NsmVW\x  
    E7UU  
    - %h.t+=U  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 j{A y\n(  
    VA_PvL.9  
    .@U@xRu7|  
    s};{ZAtE  
    三. 后聚焦镜设计
    cp7=epho  
    mxC;?s;~  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 ]neex|3lG  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 k$R-#f;  
    • 使用4片元件提升像质 ~Ea} /Au  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm xs bE TP?  
    a~}OZ&PG  
    `?_Q5lp/s  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ,T$U'&;  
    d.d/<  
    24*XL,  
    WiR(;m<g  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: aP+X}r  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 W+?4jwqw  
    b9HtR-iR;  
    %_W)~Pv{+  
    f+,qNvBY/  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: _op}1   
    )_S(UVI5  
    Fj3a.'  
    )U:m:cr<  
    l4YJ c  
    四、系统组合调整
    !ons]^km  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: k2tF}  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 @,7GaK\  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 G@X% +$I  
    H=vUYz  
    f+)L#>Gl?  
    L48_96  
    使用如下绘图宏查看结果 xr Jg\to{i  
    ,m|h<faZL  
    F/kWHVHU[  
    ZG8DIV\D7  
    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 =K[yT:  
    EUX\^c]n  
    )g%d:xI  
    Flm%T-Dl  
    @:vwb\azVD  
    |3"KK  
    点列图
    ,<P vovg_  
    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 0znR0%~  
    Js?]$V"  
    #f]SK[nR  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    16(QR-  
    >@_^fw)  
    2-EIE4ds  
    E4/Dr}4  
    Ioa$51&  
    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。 3,qr-g|;jM  
    ~HsJUro  
    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.   nMUw_7Y6  
    iz PDd{[  
    [ 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。