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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
    "*KOU2}C  
    ^plP1c:  
    RG/P]  
    一、光栅设计
    Ey_mK\'  
    参考文章中的参数进行设计: :4pO/I ~  
    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。 OQDx82E  
    7j"B-k#  
    ]agdVr^  
    5yp  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 M[e{(iQ:  
    α1 = 24.8° $<f+CtD4  
    β1 = 41.3° wD@ wOC  
    θ1 = 33.1° _b &Aa%  
    T n,Ifo3  
    `2'*E\   
    设置系统参数: 0IsnG?"  
    • 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
    z7a @'+'  
    v^ 1x}  
    x o72JJ  
    d"+ _`d=`  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 3W3d $  
    J^Wqa$<;"  
    k7z{q/]M  
    e XmYw^n  
    二维图,对应镜头文件: O)r>AdLGn  
    ,qhv(  
    > !HC ?  
    *Oy%($'  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 UZE%!OWpeK  
    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。 > 'JWW*Y!  
    ` $[`C/h  
    `y.i(~^1  
    QSOJHRl=C  
    二、前准直镜设计
    ";59,\6  
    jLBwPI_g  
    • 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。
     TJb&f<  
    ralU9MN.  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: '9 <APUyu  
    _?>f9K$1  
    (' i_Xe  
    zx5t gZd,N  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: p*=9Ea:  
    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 ~|e H8@o  
    +@#-S  
    H, O_l%  
    R=HcSRTkA  
    ]&L[]  
    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。
    [m]O^Hp{{  
    }sGH}n<9*  
    Pe7% 9  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 ?s: 2~Qlu  
    No)@#^  
    ,An*w_  
    _ "[O=h:  
    三. 后聚焦镜设计
    VW9BQs2w  
    o=do L{ #  
    • 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。 $e![^I]`  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 e+O0l  
    • 使用4片元件提升像质 ekuRGG  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm oJEjg>%n  
    e@{8G^o>D  
    5nG$6Hw  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: C)Hb=  
    y]E ?\03"  
    XAc#ywophi  
    JxLD}$I  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 8I=migaxP  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 1rhQ{6  
    (g]J hG  
    0@8EIQxK"  
    4*9:  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: q9c:,k  
    KA$l.6&d  
    cLe659&  
    bi[gyl#  
    hSD uByoi  
    四、系统组合调整
    QK%6Ncv  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: p,+$7f1S  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 ,~- dZs  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 efF>kcIC  
    ?yt"  
    t^qPQ;"=,  
    fhp][)g;  
    使用如下绘图宏查看结果 (""1[XURQK  
    u9"1%  
    }$|uIS  
    kyc Z  
    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 za20Y?)[  
    Q2[D|{Z  
    C0F#PXU y  
    =<,AzuV  
    +kKfx!  
    (s`yMUC+  
    点列图
    PO[ AP%;  
    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 %maLo RJ  
    RWi~34r  
    %vO b"K$X  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    T=w5FT  
    N8| ;X  
    )_nc;&%w  
    fhAK^@h  
    ~cSOni`  
    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。 6A]Ia4PL  
    r}y]B\/  
    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.   u;Q'xuo3  
    Py[Z9KLX  
    [ 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。