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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
    8Pklw^k   
    z#b31;A@$  
    &#Sg1$/+  
    一、光栅设计
    D,+I)-k<  
    参考文章中的参数进行设计: 6.|f iQs ]  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 M:h~;+s  
    s%`o  
    +0;n t  
    Y[x9c0  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 0Ha1pqR  
    α1 = 24.8° O&]Y.Z9,A  
    β1 = 41.3° u79.`,Ad&  
    θ1 = 33.1° NG@9 }O  
    +u*WUw! %  
    Kd CPt!  
    设置系统参数: ymybj  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    C^RO@kM  
    o<locZ  
    Y;S+2])R2  
    }Tn]cL{]C  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 72} MspzUt  
    z7F~;IB*u  
    .Vq-<c%  
    (`gqLPx[  
    二维图,对应镜头文件: kc `Q- N}  
    ptGM'  
    6gfv7V2H  
    )DuOo83n["  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 t)XNS!6#]?  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 NvXds;EC  
    eu ~WFI  
    m6QlIdl  
    ,6,#Lc  
    二、前准直镜设计
    F?e_$\M  
    ]1rr$f9  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    )El#Ks5u  
    LX4S}QXw  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: Z6SM7? d  
    Lm"l*j4  
    | "DQ^)3Pi  
    VWd=7  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: @v_ )(  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 l,HMm|oU  
    ^,'!j/w5  
    ( du<0J|PT  
    "zR+}  
    ~oz8B^7i;  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    8$-(%  
    ` :Am#"j]}  
    nRN&u4  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 YY{S0jnhF  
    )P@t,mxW/  
    XJDp%B  
    =9FY;9  
    三. 后聚焦镜设计
    !6\{q M  
    ^KhA\MzY  
    • 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。 Af1mTbf=  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 BftW<1,U^  
    • 使用4片元件提升像质 `gfh]7T  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm Xa\{WM==;  
    !.H< dQS  
    { :'#Ts<  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: _/MHi-]/.  
    0sto9n3  
    NMM0'tY~  
    i]a0 "  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Wd?(B4{  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 5X4; (Qj  
    |"?0H#  
    XLz>h(w=  
    |7 ]v&?y  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: ir-srVoXy  
    ;'NB6[x  
    rePJ4i [y  
    (e S4$$g  
    2G<\Wz  
    四、系统组合调整
    .Ebg>j:\  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: Zsc710_  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 puA~}6C  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 g"c\ouSY  
    xCz(qR  
    ob05:D_bc9  
    @v\Osp t=  
    使用如下绘图宏查看结果 R$k4}p  
    py VTA1  
    <43O,Kx'Su  
    _so\h.lt  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 Lqq RuKi  
    n|sP0,$N1  
    *,q ?mO  
    |RS9N_eRt  
    Pky/fF7e  
    p;zV4uSv  
    点列图
    UUJbF$@;  
    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 rg64f'+Eug  
    luRtuXn[8  
    @?lmho?  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    s9+Rq*Qd  
    g|ewc'y  
    _ dEc? R}  
    Fv$5Zcf  
    hAX@|G.  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 ,r^zDlS<q  
    A?V}$PTlx  
    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.   Lgp{  hK  
    ZFwUau  
    [ 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。