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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
    w64/$  
    Wm_:1~  
    F)rU* i7  
    一、光栅设计
    !lf'gW  
    参考文章中的参数进行设计: EF1aw2  
    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。 (|H1zO  
    K'z|a{ru.{  
    RS'!>9I  
    >S/m(98  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 _ T ;+*  
    α1 = 24.8° Qv=F'  
    β1 = 41.3° ], Xva`"  
    θ1 = 33.1° 0RmQfD>  
    pV`?=[h9  
    >~C*m `#  
    设置系统参数: $}kT )+K  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    GddP)l{uCF  
    QfqosoP\D  
    it?l! ~  
    )"SP >2}  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 :2^j/  
    p1^k4G  
    o9&&u1`M/  
    rZ}y'A   
    二维图,对应镜头文件: b3Nr>(Z<}  
    2 VgFP3  
    i%RN0UO^  
    gG5@ KD6k  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 8&T6  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 L O)&|9xw  
    ?8 dd^iX/  
    H$GJpXIb  
    .C$4jR.KC  
    二、前准直镜设计
    PU| X+V>  
    cO}`PD$i  
    • 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。
    a W1y0  
    `rt?n|*QF  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: ca~nfo  
    doeYc  
    c*iZ6j"iI  
    eAvOT$  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: C9+`sFau@  
    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 )<Cf,R  
    LRe2wT>I  
    f;";P  
    e}V3dC^pU  
    ib$_x:OO"  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    hRKAs ]^j  
    GJ1ap^k  
    6[cC1a3r:  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ~CTe5PX c  
    |Dz$OZP  
    c& &^D o  
    4rpx  
    三. 后聚焦镜设计
    o{C7V *  
    Rn] `_[)*~  
    • 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。 ^P)W/2  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 6;|6@j  
    • 使用4片元件提升像质 %5) 1^  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm {& Pk$Q!  
    LI`L!6^l  
    G:u-C<^'  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: iA=QK u!  
    ="yN4+0-p  
    Ab| t E5%  
    TgFj- "L\  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: +@n8DM{b  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 x d9+P  
    oRJ!J-Z]  
    6I5,PB  
    rUg<(/c  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: /Mac:;W`  
    >%x N?%  
    pi/Jto25z  
    R8Kj3wp  
    >a6{y   
    四、系统组合调整
    $ NNd4d*  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: cM'\u~m{  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 b#h}g>l  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 zk#NM"C+  
    "'# 18&N  
    H NFG:t9  
    6a_MA*XK  
    使用如下绘图宏查看结果 {=Z xF  
    U04TVQn`  
    n\X'2  
    ]g/:lS4  
    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 uItzFX*   
    ?W6qwm,?L  
    &?(<6v7  
    U,;a+z4\  
    Z4&,KrV  
    *9XKkR<r  
    点列图
    Z$a5vu*pg  
    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^;G3+}  
    @ PboT1  
    [9hslk  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    O_gr{L}  
    c >8I M  
    ][gr(-68  
    nM=5L:d  
    As5*)o"&  
    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。 ?.A~O-w  
    "7G>  
    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.   [osIQ!u;:  
    V:YN!  
    [ 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。