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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
    Mkr &30il[  
    #Jt1AV  
    sFHqLG{/  
    一、光栅设计
    ~[=d{M!$W  
    参考文章中的参数进行设计: L`(\ud  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 6 X'#F,M  
    O* lE0~rJ  
    P9 y+rF.  
    J:OP*/@='  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 *=tA},`\7  
    α1 = 24.8° % bKy  
    β1 = 41.3° B>c2 *+Bk  
    θ1 = 33.1° "&o"6ra }  
    eZD"!AT  
    KD]`pqN9  
    设置系统参数: /1_O5'5+v  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    (EjlnG}5l  
    QEMT'Cs  
    %Y,Ru)5}  
    KpDb%j  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 85$ WH  
    +hX =  
    8 |Ob7+  
    (xKypc+j  
    二维图,对应镜头文件: brG!TJ   
    #m;o)KkH$r  
    ju07gzz  
    [WV&Y,E  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ]68 FGH  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 !yr4B "kz  
    Db  !8N  
    %m [l/,2x  
    <H{K&,Z(ZM  
    二、前准直镜设计
    ?uU_N$x  
    `VvQems  
    • 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。
    (F9e.QyWb  
    ,*YmXR-"  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: :X:s'I4J D  
    hwA&SS  
    Z9|A"[b  
    Lf%=vd  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: bZ:xH48MY  
    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 1hSV/%v_  
    mU"Am0Bdjq  
    5g O9 <  
    g4YlG"O[~  
    ;$e)r3r`LV  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    LbYIRX  
    ijvDFyN>  
    8 nL9#b  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 EUVD)+it  
    |QMmF"0  
    =f [/Pv  
    w%..*+P  
    三. 后聚焦镜设计
    !m%'aQHH(  
    -7'|&zP  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 q'4P/2)va  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 *j,bI Y&se  
    • 使用4片元件提升像质 &[ ],rT  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm <&2<>*/.y  
    Q1ayd$W@<  
    !uO@4]:Y  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Hc[@c)DH  
    [@JK|50|K  
    KUK.;gG*Z  
    4:^MSgra  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 6\jbSe  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 6 eu7&Kj'  
    )?7/fF)@|  
    nnvS.s`O  
    iSR"$H{  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: -iY-rzW  
    #5kclu%L$  
    ]$ Nhy8-  
    .MRN)p  
    q5JQx**g  
    四、系统组合调整
     ;(J&%  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: u[PG/ploc  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 9v;HE{>  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 $Dx*[.M3>  
    [CfZE  
    ]7>#YKH.  
    B|yz~wu S  
    使用如下绘图宏查看结果 < W`gfpzO  
    _`O",Ff  
    Rm}5AJ  
    rx 74v!  
    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 _| cSXZ|  
    +N7<[hE;  
    <66%(J>  
    esE!i0%  
    i$$h6P#  
    at{p4Sl  
    点列图
    K3`!0(  
    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 ,c$tKj5ulQ  
    nM:<l}~v{  
    6-tIe _5  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    >ov#\  
    0^nF : F  
    @ext6cFe3<  
    CGlEc  
    iY?#R&  
    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。 )=X g  
    LyNmn.nN  
    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.   (V&d:tW  
    2Xk;]-T!  
    [ 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。