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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
    ^9*kZV<K  
    Ryrvu1 k  
    B)}.%G*  
    一、光栅设计
    @is!VzE  
    参考文章中的参数进行设计: R9`37(c9+  
    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。 h#7p&F  
    U^.kp#x#  
    RO+N>Wkt  
    J}'a|a@bk  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 ^TF71u o  
    α1 = 24.8° /f0*NNSat-  
    β1 = 41.3° I=G-(L/&  
    θ1 = 33.1° hY S}PE  
    r0 fxEYze&  
    !m<v@SmL\  
    设置系统参数: JcDcYB  
    • 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
    )eaEc9o>  
    51&K  
    TKBW2  
    hiQ #<  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 Qaeg3f3F3  
    7lH3)9G;  
    _8I\!  
    3q*p#l~  
    二维图,对应镜头文件: LW '3m5  
    mW&hUP Rx  
    ;S.o` z1GI  
    oDBv5  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 m#.N  
    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。 A4>j4\A[M  
    M\rZr3  
    .L#U^H|  
    zo>@"uH4  
    二、前准直镜设计
    y}bliN7;1e  
    U1^3 &N8  
    • 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。
    P")1_!  
    +l)[A{  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: "vL,c]D  
    _(%;O:i  
    *'ffMnSZ  
    V|W[>/  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析:  :qe.*\ c  
    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 3F ]30  
    BDiN*.w5  
    %;MM+xVVX  
    QopA'm  
    f5o##ia7:  
    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。
    &A!?:?3%O  
    0wnC"2GUX  
    h51)kN:  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 sRK oM  
    dp DPSI  
    IJ E{JH  
    6O0CF}B*  
    三. 后聚焦镜设计
    fuao*L]  
    m:x<maP# E  
    • 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。 -4!S?rHwd+  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 $WICyI{$  
    • 使用4片元件提升像质 Mv\]uAT`  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm &X&msEM  
    vMv? fE"  
    X 3q2XU  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: P5Is#7udN8  
    4IGn,D^  
    @T@lHc  
    `*-rz<G  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: gPqdl6#c  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 /k^!hI"4c  
    wGhy"1g#  
    uG,*m'x']  
    -?vII~a9y  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: +Jw+rjnP  
    ![Ll$L r  
    ;%B:1Z  
    Pe?=M[u2  
    wzf%~ats  
    四、系统组合调整
    ffI z>Of:  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: #,B+&SK{  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 |!hN!j*)  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 /ht-]Js$G  
    '1vm]+oM  
    /Xf_b.ZM&  
    Scd_tw.]|  
    使用如下绘图宏查看结果 &3CC |  
    /v8yE9N_  
    PQvpJFpb~h  
    ,.]1N:   
    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 /ei(Q'pc[  
    |] cFsB#G  
    _;'<}a  
    [oD u3Qn  
    }UX0 eI4  
    /vNHb _-  
    点列图
    xua E\*m  
    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 =.(~`ici~  
    JyDg=%-$2  
    {n 4W3  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    w42=tN+ B  
    IutU ~%wv  
    s_#6^_  
    V(wANvH  
    "Ta"5XW  
    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。 "1z#6vw5a  
    T )!k J;vc  
    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.   %_. fEFy07  
    ?.Lq`~T`  
    [ 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。