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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
    I$LO0avvH2  
    J"MJVMo$T  
    iT"Itz-^#  
    一、光栅设计
    4{g|$@s(  
    参考文章中的参数进行设计: OXB-.<  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 jayoARUB  
    :[39g;V}c  
    g1|c?#fwo  
    {;/o4[jlg  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 *ZGN!0/  
    α1 = 24.8° B$Z!E%a;  
    β1 = 41.3° #w@Pa L iS  
    θ1 = 33.1° XEEbmIO*<9  
    v],DBw9  
    ~4<3`l=A  
    设置系统参数: >xKRU5  
    • 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
    h_L '_*  
    kDh(~nfj  
    h6N}sLM{0  
    bg}77Y'^  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 c,wU?8Nc|$  
    ^aCYh[=  
    Ke'2"VkQt  
    3(&F.&C$$  
    二维图,对应镜头文件: Qknc.Z}  
    CK</2w+  
    Rp*t"HSaAW  
    ={ '($t%|T  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 9Q/!%y%5  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 !e `=UZe1  
    '=.Uz3D'0  
    [#Vr)\n  
    UD`Z;F  
    二、前准直镜设计
     &7&*As  
    z:5ROlk0  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    5I,X#}K[  
    {;DZ@2|  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: :,,y63-f4  
    %ko 8P  
    jt--w"|-r  
    o7XRa]O  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: yZ$;O0f&&  
    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 j//wh1  
    #.YcIR)  
    66^t[[  
    8]\h^k4f  
    nk 9 K\I  
    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。
    _|:bac8pL  
    {~g  
    j]O[I^5  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 KB*=a   
    ZMg9Qt  
    *AR<DXE L  
    KocXSh U  
    三. 后聚焦镜设计
    .@-]A   
    _ D}b  
    • 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。 no6]{qn=6  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 M~F2cX W  
    • 使用4片元件提升像质 rxp9B>~  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm 'TsZuZW]  
    f+Li'?  
    , %O3^7i  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: !DL53DQ#  
    `1<3Hu_  
    TcmZ0L^O  
    ]u ~Fn2  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: 4$GRCq5N;  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 V9+"CB^  
    b\m( 0/x  
    'N ::MN  
    psy(]Pf  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: P\6T4s  
    '/gwC7*-&  
    KqUSTR1e[  
    V?dK*8s  
    ]J=)pD rk  
    四、系统组合调整
    gs8@b5 RSb  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: XfK.Fj~-  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 )TG0m= *  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 7"NJraQ6  
    '!h0![OH  
    AaC1 ||?R  
    M #=5u`h  
    使用如下绘图宏查看结果 4U;XqUY /  
    IBNQmVRrI  
    2$W,R/CLh  
    'Qq_Xn8  
    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 UMi`u6#  
    iA{jKk=  
    @&xaaqQ-  
    9AddF*B  
    v:Z4z6M-  
    =/QU$[7X(  
    点列图
    8Y~=\(5>  
    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 LI;EfyL  
    Dzjt|U0ru9  
    (yAvDyJOn  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    jo3}]KC !  
    X<}o> 6|d  
    dtnet_j  
    XL/o y'_  
    =<zSF\Zr_  
    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。 P(gVF |J?  
    A r7mH4M  
    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.   V52C,]qQH  
    V]kGcS}  
    [ 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。