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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
    !ly]{DTmm  
    Fop "m/  
    uU00ZPS*G[  
    一、光栅设计
    I"+;L4o`  
    参考文章中的参数进行设计: CpICb9w  
    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。 ;H8A"$%n~  
    MA:8g D  
    enJE#4Z5&s  
    |+i?FYA\  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 )zVD!eG_9  
    α1 = 24.8° ojd/%@+u+Y  
    β1 = 41.3° P/FO,S-V  
    θ1 = 33.1° jW+L0RkX  
    s?*MZC  
    cB7=4:U  
    设置系统参数: Iih~rWJ  
    • 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
    O-vvFl#4  
    5 lC"10  
    m/0t; cx  
    yeNC-U<  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 O<h`[1eUjS  
    hzc2c.gcF  
    EkqsE$52  
    e&u HU8k*  
    二维图,对应镜头文件: Y&5h_3K;<  
    .HG0%Vp  
    CxtH?9# |  
    '%R Yo#  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 _, ;c2  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 vf(\?Js ,  
     _D(F[p|  
    {E`f(9r:  
    LE!3'^Zq  
    二、前准直镜设计
    8<uKzb(O:  
    G?d28p',.  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    :U<`iJwY  
    ZuF-$]oL&  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: X(#G6KeZFZ  
    W%.Kr-[?`o  
    hC8'6h  
    mY3x (#I  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: C;;dCsiV5  
    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 avk0pY(n  
     $3%EKi  
    Zl.}J,0F  
    3%xj-7z W  
    pXCmyLQ  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    g(MeCoCc  
    H5=-b@(  
    (3"V5r`*;  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 \ey3i((L  
    U w][U  
    #Gs] u  
    ^'C1VQ%  
    三. 后聚焦镜设计
    aBT|Q@Y.  
    i%0Ml:Y  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 h4S,(*V$!  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 q!9SANTx  
    • 使用4片元件提升像质 (~N &ov  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm Ah28D!Gor  
    hn-9l1~!h  
    5B@+$D[0?3  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: O%y.  
    *9((b;Ju  
    $v+Q~\'  
    2RidI&?c<  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 3j(GcR 9  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 X) xQKkL0  
    d?*=<w!A  
    uG2Hzav  
    gz-}nCSi  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: z'MOuz~Y  
    vVmoV0kGt  
    r+;op_  
    AY{caM  
    +hRAU@RA  
    四、系统组合调整
    tD.md _E  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: jX!,xS%(  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 Uo<d]4p $  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 pog*}@ OS  
    Je[wGF:%:$  
    :03w k)  
    'q8T*|/  
    使用如下绘图宏查看结果 =M)+O%`*6  
    ,[%KSyH  
    2}[)y\`t3  
    hdp;/Qz&  
    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 ,n}X,#]  
    Lk6UT)C  
    *pCT34'--  
    \IbGNV`q  
    kFW9@ !9  
    %:sQ[^0  
    点列图
    &aqF ||v%)  
    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 7 /w)^&8  
    )"2)r{7:  
    61HU_!A8S  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    UYn5Pix  
    /mX/ "~  
    /\V-1 7-  
    +Fp8cT=1  
    a_P8!pk+5  
    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。 ,&rlt+wE  
    D.9qxM"Z>  
    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.   j]#qq]c  
    :[|4Zn  
    [ 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。