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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
    x.W93e[]H  
    6?\X)qBI  
    s\&qvL1D  
    一、光栅设计
    C]H'z  
    参考文章中的参数进行设计: 1?+%*uoPX  
    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。 is`O,Met  
    P5,X,-eG  
    vt8z=O  
    T7+_/ Qh  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 bDK%vx!_  
    α1 = 24.8° /WqiGkHV*  
    β1 = 41.3° qcpAjjK  
    θ1 = 33.1° wP:ab  
    ^}Vx5[  
    3>O=d>  
    设置系统参数: .$&_fUY  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    !<'0 GOl  
    KlOL5"3  
    =VXxQ\{  
    ~t0\Q; @($  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 8/4i7oOC  
    3hUU$|^4gm  
    9qe<bds1  
    Vm6 0aXm_  
    二维图,对应镜头文件: ? }t[  
    XNZW J  
    nG B jxhl  
    8<#S:O4kA  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 zNg8Oq&  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 2o5Pbdel  
    ..u2IdEu  
    d4(!9O.\  
    o]gS=iLp  
    二、前准直镜设计
    %v)m&VUi%  
    ( q8uB  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    GJLe733o  
    *21foBfqh  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 0xZX%2E  
    22`N(_  
    ~r%>x  
    uIeD.I'@{5  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: L"Vi:zdp  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 .LQvjK[N  
    iRwlK5(&  
    P%%[_6<%M  
    4|yZA*Q^  
    (j*1sk  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    aNcuT,=(?8  
    !`UHr]HJ  
    ICbT{Mla  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 w26x)(7  
    :f9O3QA  
    X!'nfN  
    ;8VvpO^G/  
    三. 后聚焦镜设计
    ]E8S`[Vn  
    qjc8$#zXS  
    • 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。 RMrrLT  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 moe5H  
    • 使用4片元件提升像质 ?:8wDV  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm k-~HUC.A.  
    }3rWmo8V  
    `%a+LU2  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构:  oJ<Wh @  
    NEY b-#v  
    wlY6h4c  
    71$MhPvd<  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: pN]$|#%q(  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 @['4X1pqt  
    W;^bc*a_  
    q^.\8zFf  
    ZJ|@^^GcL  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: -4}I02  
    .JJ^w!|>#  
    nV$ctdusQ  
    #"Wh$x%  
    .W9/*cZV0  
    四、系统组合调整
    y 8./)W&/  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: m4@f&6x  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 l:Y$A$W]>  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 |>Xw"]b;  
    @|2}*_3\  
    tFYIKiq2  
    cv'Fc  
    使用如下绘图宏查看结果 k*;2QED  
    N%2UL&w#B  
    N$j I&SI?}  
    jE&Onzc  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 H$ sNp\[{  
    bhFAt1h  
    v{H3DgyG  
    i"rrM1/r  
    ? 77ye  
    $B iG7,[#  
    点列图
    C~5-E{i  
    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 `tCOe  
    ^1%gQ@P  
    Q)l]TgvSe  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    h)M9Oup`  
    ~'4:{xH  
    's]+.3">L1  
    [|sKu#yW  
    I:~L!%  
    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。 ; md{T'  
    P7Th 94  
    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.   g>[|/z P  
    '9,14e6   
    [ 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。