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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
    hA=.${uIO  
    L#huTKX}  
    `r#]dT[g  
    一、光栅设计
    m[aBHA^g  
    参考文章中的参数进行设计: -Cn x!g}  
    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。 C2e.RTxc  
    j(aok5:e  
    Oq3aboAt  
    7QSr C/e  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 :O?+Ywn  
    α1 = 24.8° 813t=A  
    β1 = 41.3° \d-H+t]  
    θ1 = 33.1° MS5X#B  
    ?uAq goCl  
    V2B@Lq"9`  
    设置系统参数: 7a0T]  
    • 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
    k2-+3zx  
    . E8Gj'yO  
     " fXs!  
    =w!>/#U  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 eP(|]Rk  
    iQd,xr  
    5,_DM  
    R6m6bsZ`  
    二维图,对应镜头文件: R) ep1X^  
    Wf!u?nH.5  
    _^ZBSx09)  
    $G<!+^T  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 t~v_k\` {  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 L l$,"}0T  
    D4OJin^}  
    e6`g[Ap  
    Cfr2 ~w  
    二、前准直镜设计
    E !EENg  
    pQ,|l$^m  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    61SbBJ6[  
    V}aZ}m{J  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: :pJK Z2B,  
    @@W-]SR  
    Zjkg"  
    vu@@!cT6e  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 9Zj9e  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 > I>=/i^  
    %n{ue9  
    P=<>H9p:o  
    B<{Yj}..  
    GT 5J`  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    dKpUw9C#/  
    #O1%k;BL  
    ThiM6Hb  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 _aP 2gH  
    ]?*'[  
    'H8b+  
    GR,gCtG+L  
    三. 后聚焦镜设计
    c#zx" ,K  
    'wA4yJ<  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 s}lp^Uh=  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 =#T3p9  
    • 使用4片元件提升像质 K+<F, P  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm -|2k$W  
    LjySO2  
    4N(iow4  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: exxH0^  
    8&wN9tPYZ  
    rI#,FZ  
    !NO)|N>  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: P,<pG[^K  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 :h8-y&;  
    [:MFx6  
    *J3Z.fq%:i  
    EkpM'j=  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: PiJ >gDx  
    8}Cp(z2  
    B=)tq.Q7  
    3of0f{ZTj  
    Hto+spW  
    四、系统组合调整
    4Z0Y8y8)  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: x31Jl{x8\?  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 O ]!/fZ;(  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 si1Szmx,  
    JN-W`2  
    =`g@6S  
    Zvkb=  
    使用如下绘图宏查看结果 =gAn;~  
    4W<8 u(  
    GhR%fxe  
    85rjM#~  
    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 : ~Ppv5W.  
    BnU3oP  
    i:2e J.  
    '_ l5Br73=  
    c,Yd#nokC  
    ^=arKp,?5  
    点列图
    "b[w%KYyl  
    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 yk/BQ|G  
    ei!Yxw8d  
    ;3&HZq6Z (  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    Ap!Y 3C  
    j/, I)Za  
    Xz!O}M{4  
     zt2#6v  
    >k8FUf(c  
    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。 Lnc>O'<5P9  
    6Ao{Aej|  
    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.   O^r,H,3S  
    !Q=xIS  
    [ 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。