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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
    5\Fz!  
    Xl_Uz8Hp  
    -?6MU~"GK  
    一、光栅设计
    Bfr'Zdw  
    参考文章中的参数进行设计: 4v'A\~ZU  
    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。 ;n6b%,s  
    9bJQT'<R  
    .>pgU{C`!  
    UsQ4~e 4-  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 w$|l{VI  
    α1 = 24.8° -n5 B)uw=  
    β1 = 41.3° R?66b{O  
    θ1 = 33.1° LfLFu9#:w  
    |3hY6aty  
    }fR,5|~X  
    设置系统参数: Ucdj4[/,h  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    %7hB&[ 5  
    2Y!S_Hw8  
    awewYf$li  
    ($nrqAv4  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ?7MqeR4/E  
    |=a}iU8  
    <spZ! #o  
    lb*8G  
    二维图,对应镜头文件: "xRBE\B  
    F^k.is  
    $ (=~r`O+1  
    7piuLq+  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 EGq;7l6u&?  
    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。 [&?8,Q(  
    sj?3M@l95W  
    `Y=WMNy  
    qT:zEt5  
    二、前准直镜设计
    VOTv?Vf  
    ^!8P<y  
    • 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-k VNBs  
    5kNzv~4B,;  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: LPYbHo3fq  
    )~6zYJ2  
    l`-bFmpA  
    t*<#<a  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: <#GB[kQa  
    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 ._9 n~=!  
    sbj(|1,ac  
     ^YdcAHjK  
    ^D`v3d  
    3bZIYF2@  
    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。
    ig LMv+{  
    /walu+]h  
    JO<wK  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ;Vik5)D2D  
    .\0isO  
    38DT2<qC  
    f h#C' sn  
    三. 后聚焦镜设计
    obrl#(\P  
    mI*[>#q>  
    • 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。 !o=U19)  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 [[d(jV=*  
    • 使用4片元件提升像质 l!}:|N Yh!  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm p Dx-2:}  
    1i:|3PA~  
    +YLejjQ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ae"]\a\&1o  
    hQ6a~?f  
    !zj0/Q G\  
    \)K^=jM  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: VhjM>(  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ~_s?k3cd  
    OouPj@r  
    r78TE@d  
    ]?x: Qm'yo  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: cLPkK3O\=  
    8:BIbmtt5  
    J_Ltuso  
    XNQAi (!GS  
    }ENR{vz$A  
    四、系统组合调整
    {-|{xBd  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: /kt2c[9  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 322jR4QGr  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 `qd+f{Q  
    uVzFsgBp  
    l]~n3IK"  
    K=!Bh*  
    使用如下绘图宏查看结果 ,rJXy_  
    ;nC.fBu  
    |#6QThK  
    h/B>S  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 2z\zh[(w  
    54 >-  
    vSi_t K4  
    >pU:Gr  
    }y9mNT  
    Y"OG@1V;8  
    点列图
    "\0v,!@  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 ynA|}X  
    G$ _yy:  
    %tG*C,l]  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    'v]u#/7a  
    6mKjau{r_  
    4 C}bJzZ  
    +cD!1IT:  
    ~z"= G5|  
    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。 Q#nOJ(KV  
    #j *d^j&  
    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.   y*D]Q`5cag  
    N^Bo .U0\  
    [ 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。