[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]

Cd:ofv/3  
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参考文章中的参数进行设计： u:+wu
yu  
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。 k T$yHB #  
BJgg-z{Y  
 fL9R{=I%  
'H0b1t1S%  
按照光栅示意图，参考文献中的计算结果为 v3w5+F  
α1 = 24.8° .6Sw
c?  
β1 = 41.3° |k~\E|^  
θ1 = 33.1° $gsn@P>"  
B
_w;2ZuA  
设置系统参数： ~Uw**PT3M  

• 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

#4. S2m4  
yM%,*VZ  
"^j& ^sA+  
YYDLFtr2  
设置表面群组-33.1°的倾斜 {K-]nh/  
?MevPy`H  
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二维图，对应镜头文件： 5_U3Fs  
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OczVObbS  
|t^7L )&y  
在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ShAI6j  
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。 Ic4>kKh  
MIPmsEdBi  
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t.m65  
<>,V>k|  

• 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。

5?),6o);  
riqvv1Nce  
运行搜索宏可以得到10个初始结构： mjbr}9  
p:u?a,p  
Uv,_VS(  
T$/6qZew  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: SGn:f>N  
使用默认生成的优化宏优化一次，同时控制厚度，输入 MRG 替换真实玻璃 {uEu ^6a5  
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K1O0/2O  
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设置表面8的-33.1°的倾斜，使光线垂直进入 }?xu/C  
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xe[Cuy$P  
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WZaOw w  
%7q,[g8  

• 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。 )`]w\s #  
  
• 输入 DSEARCH 宏并运行 {q%&~  
  
• 使用4片元件提升像质 EeWCy5W  
  
• 元件总长50mm，后焦距50mm yjZxD[ Z  
  

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运行搜索宏可以得到10个初始结构： dV#h~  
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A][\L[8X  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: SLRQ3<0W_  
使用默认生成的优化宏优化一次，输入 MRG 替换真实玻璃 w~sr2;rp<  

2F+K(  
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%y nQ  
@%@uZqQ4  
删除最后表面的求解，最后的结构及数据： #kT3Sx  
G@b|{!  
W@jBX{k  
在光栅之后插入聚焦镜。使用指令： 01q5BQ7u  
INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 0}jB/Z_T  
删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 5=/H2T!F  
gS~QlW V  
c*ac9Y'o  
使用如下绘图宏查看结果 I?@9;0R  
=xFw4D9  
MDa 4U@Q  
rWEJCFa  
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 '"Q;54S**  
&^^zm9{  
z 7OTL<h  
r8rU+4\8<  
_c?&G`  
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 P#bZtWx'<N  
w$4fS
 
_!kL7qJ"  


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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。 >8+:{NW  
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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.   >p Y0f }  
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