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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
    cJ=0zEv  
    741Sd8  
    5NH NnDhuL  
    一、光栅设计
    ^O}`i  
    参考文章中的参数进行设计: Q3T@=z2j%  
    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。 >We4F2?  
    '| WY 2>/(  
    Dg W*Br8<  
    R `  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 v;1<K@UT  
    α1 = 24.8° GUSEbIz):  
    β1 = 41.3° vq=nG]cE)  
    θ1 = 33.1° /6QwV->  
    GKIO@!@[  
    m7!M stu  
    设置系统参数: 3RJsH :u8  
    • 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
    @~sJ ((G[5  
    MfNsor  
     >cw%ckE  
    ebfT%_N  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 )B)e cJJ_  
    u0p[ltJ,  
    ^ZP $(a4  
    hh#p=Y(f  
    二维图,对应镜头文件: -c4g;;%  
    cao=O \Y7  
    :8=7)cW  
    i24t$7q  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 RqB 8g  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 zo83>bt  
    TMJq-u51  
    4 '"C8vw.  
    /xq^]0xy  
    二、前准直镜设计
    p4-UW;Xu  
    *be"$ Q  
    • 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。
    C8Ja>o2'  
    s_o{w"3X  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ?te~[_oT  
    ;|U !\Xp  
    VDT.L,9  
    C2 4"H|D  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ANWfRtiU#  
    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 18nT Iz_  
    /:B2-4>Q!  
    R`KlG/Tk  
    L _D#  
    |tN:o= 6  
    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。
    D,\hRQ  
    /#}o19(-d  
    F ~SA3M:  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 0uL*-/|  
    P"[\p|[U  
    +R"Y~ m{F  
    Nnx dO0X  
    三. 后聚焦镜设计
    #?"^:,Y  
    4v.{C"M  
    • 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。 ?`T Q'#P`  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 PCx:  
    • 使用4片元件提升像质 TrPw*4h 9s  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm G ,e!!J  
    X6<Ds'I  
    O\F$~YQ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: O@HL%ha  
    r17"i.n  
    v` h n9O  
    R =kXf/y  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: (T!#7  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 !LM9  
    p(>D5uN_}5  
    w?V;ItcL  
    x3:d/>b  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据:  qC6@  
    lk*w M?Z  
    s~06%QEG  
    m*|G 2  
    i&KBMx   
    四、系统组合调整
    Dy&{PeE!  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: &$bcB]C\3  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 KwNOB _  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 > -,$  
    +#L'g c  
    U1Y0G[i)  
    _Un*x5u2O  
    使用如下绘图宏查看结果 GXi)3I%  
    ~p?D[]h  
    3/y"kl:< -  
    !Qq~lAJO;  
    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 ;#L]7ZY9:-  
    Vkf c&+  
    &D91bT+L  
    40aD\S>  
    E|3[$?=R  
    &r+!rL Kp  
    点列图
    ?$MO!  
    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 + B<7]\\M  
    RdB,;Um9f  
    z+KZ6h  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    `ff@f]|3^  
    %?3$~d\n  
    uSJLIb  
    F. I\?b  
    BCO (,k  
    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。 _yp<#q]  
    XMzQ8|]  
    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.   !yvw5As%  
    P6")OWd  
    [ 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。