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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
    rHk,OC  
    vxLr034  
    N u\<Xr8  
    一、光栅设计
    ByO?qft>u  
    参考文章中的参数进行设计: O&yAFiCd  
    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。 &I(\:|`o  
    YbnXAi\y|  
    ~8"oH5  
    |lg jI!iK  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 r| )45@  
    α1 = 24.8° DdU w~n,  
    β1 = 41.3° 6EO@ Xf7,  
    θ1 = 33.1° SMJRoK3  
    }P-C-L{yE(  
    oif|X7H;  
    设置系统参数: Cb`,N  
    • 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
    I,`;#Q)nx  
    8DY:a['-d  
    Cl-P6NlR".  
     OK8Ho"  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ".waCt6  
    B]: |;d  
    YD;d*E%t  
    0a^bAEP  
    二维图,对应镜头文件: vy{k"W&S  
    wfpl]d!  
    `JpFqZ'58  
    ey,f igjd.  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ,UNk]vd  
    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。 LExm#T`  
    Lo#G. s|  
    ]8DTk!  
    hliO/3g  
    二、前准直镜设计
    dJQK|/  
    B RskxyL&,  
    • 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。
    >]ZE<.  
    ]'M B3@T  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: HLG5SS7  
    .`5|NUhN  
    D7JrGaF{  
    _q4O2Fx0  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: hf0(!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 Z]oGE@! n"  
    WFFQxd|Z  
    Wf"GA i  
    5`+9<8V  
    cz /cY:o)  
    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。
    C.ji]P#  
    .%e>>U>F  
    q5=,\S3=  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 (a8iCci:   
    r|DIf28MIq  
    CfP-oFHoQ  
    !ehjLFS?_  
    三. 后聚焦镜设计
    w0oTV;yh  
    .5o~^  
    • 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。 f\_PNZCc  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 EPH" 5$8  
    • 使用4片元件提升像质 l9="ccM  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm #jG?{j3;?  
    D&2NO/ R  
    adIrrK  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: T 4p}5ew'  
    X' 5R4j  
    G'#u!<(^h  
    !/u  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: W&R67ff|  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 Ky,upU  
    <I tS_/z  
    5[jS(1a`c  
    buN@O7\  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: ![\P/1p  
    B ;E"VS0  
    3en6 7l  
    : slO0  
    Xb>SA|6[|  
    四、系统组合调整
    gN:F50   
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 'uDx$AkY  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 5R~M@   
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 :??W3ROn  
    .BBJhXtrdu  
    R2a99#J  
    Xm>zT'B_tJ  
    使用如下绘图宏查看结果 y$]<m+1  
    2&n6:"u|  
    JZ`h+fAt  
    @0 P4pt;(  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 ox&? `DO  
    9?O8j1F  
    hx9t{Zi  
    ?{aJ#w   
    JN+7o h]u  
    vr4r,[B6y  
    点列图
    SsW<,T  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 [1kQ-Ko`  
    |e2s\?nB0S  
    {m~)~/z?  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    R@jMFh;  
    'q$Y m0nL  
    6P717[  
    vbeE}7 *2  
    d[,Rgdd@I  
    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。 &T0]tzk*,  
    L +Uq4S^  
    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.   6[ 3 K@  
    lqmQQ*Z  
    [ 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。