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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
    GL<u#[  
    6-oy%OnN  
    mIy|]e`SJ  
    一、光栅设计
    Tb@r@j:V  
    参考文章中的参数进行设计: `HO_t ek  
    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。 t6JM%  
    dr~6}S#  
    `\vqDWh8-  
    bh&Wy<Y  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 :psP|7%|  
    α1 = 24.8° i3[%]_eP.  
    β1 = 41.3° RL|d-A+;  
    θ1 = 33.1° ^KRe(  
    a6<UMJ  
    R5KOai!  
    设置系统参数: yJRqX]MLA  
    • 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
    <jwQ&fm)/R  
    g,61'5\  
    gFQ\zOlY8a  
    (O@fgBM  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 %/:0x:ns  
    f2f2&|7  
    rT mVHt  
    Wp2$L-T&$  
    二维图,对应镜头文件: >=+: lD  
    818,E  
    HZJ)q`1E  
    &h<\jqN/  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 i] I{7k  
    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。 gL(_!mcwu  
    :H(wW   
    Z&![W@m@0N  
    =lOdg3#\a  
    二、前准直镜设计
    3Ud{W$Ym  
    oH ] _2[ !  
    • 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。
    BV-(`#~:y  
     n)t'?7  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: o0}kRL  
    GnFm*L  
    3"O&IY<  
    LuE0Hb"S8  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: E3"j7y[S  
    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 ZR8%h<  
    W Yo>Md 8  
    WZ6'"Cz`  
    \WPy9kRU  
    !+V."*]l  
    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。
    3o^~6A  
    B"Hz)-MW  
    ZTg[}+0e  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 57jDsQAj  
    h2P&<ggqX  
    o#\c:D*k  
    i[4t`v'Dk  
    三. 后聚焦镜设计
    Memb`3  
    HrS-o=  
    • 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。 `P/87=h  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 >v'@p  
    • 使用4片元件提升像质 &\iMIJ-  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm $g&_7SJ@  
    +k{l]-)1  
    O[j$n  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 's\rQ-TV  
    m}32ovpw  
    Y;1s=B9  
    |<2<`3  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: = J0r,dR  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 J 7HOSFwXn  
    eHc.#OA&  
    08_<G`r  
    Mt*eC)~ Yx  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: q-r5zGI  
    0 } |21YED  
    (gEz<}Av.  
    lFV\Go  
    R,+"^:}  
    四、系统组合调整
    S9E<)L  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 4hWFgk  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 c?}{>ig/)  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 gg&Dej2{  
    &\W5|*`x-  
    \=j|ju3  
    ,T8fo\a4  
    使用如下绘图宏查看结果 ,GMuq_H  
    +a|u,'u  
    6Tg'9|g  
    rU_FRk  
    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 GXwQ )P5]  
    tN_~zP  
    l:(?|1_  
    \79aG3MyK  
    2#Y5*r's\  
    X<uH [  
    点列图
    X=[`+=  
    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 uiq;{!dop  
    rW[7 _4  
    _/5xtupxE  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    Qy\K oo  
    Wl{wY,u  
    N#8$pE  
    bj=YFV+  
    z<u@::  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 /H$/s=YU\U  
    3gz4c1 s^:  
    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.   0c]3 ,#  
    ee*E:Ltz\  
    [ 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。