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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
    y2cYRHN[X}  
    ',P$m&z  
    +87|gC7B  
    一、光栅设计
    qx|~H'UuBN  
    参考文章中的参数进行设计: \I (g70  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。  Z/RSZ-  
    a[I :^S  
    EV/DJ$C }  
    NYw>Z>TD8c  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 %g:6QS|  
    α1 = 24.8° fS?}(7  
    β1 = 41.3° f3^Anaa]l  
    θ1 = 33.1° xPCRT*Pd  
    l|v`B6(  
    ]Q$Sei5  
    设置系统参数: ;Nk,bb 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
    k'QI`@l&l  
    g8k S}7/  
    e>0gE`8A  
    - ({h @  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 cDS \=Bf  
    m~04I~8vk  
    MQ#k`b#()  
    z.lIlp2:  
    二维图,对应镜头文件: ,Wv+Ek  
    8wV`mdKN  
    S#kYPe  
    [4w*<({*  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 $7" Y/9Y  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 qF\w#nG  
    qA0PGo  
    !#d5hjoX  
    ;6:9EEd  
    二、前准直镜设计
    .dI".L  
    {8>g?4Q#  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    ,BUrZA2\U$  
    (\ge7sE-oo  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 1*" 7q9x  
    e>6|# d  
    bmu]zJ  
    S /"G=^~  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: i-PK59VZ8f  
    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 djH&)&q!  
    v*[UG^+)  
     & .0A%  
    nrHC;R.nE  
    !wN2BCSY@  
    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。
    `Fie'[F5,)  
    A'BqNsy  
    P -NR]f  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 n]df)a  
    #9gx4U  
    ?5FlbiT  
    Y?TS,   
    三. 后聚焦镜设计
    ]DKRug5  
    FRuPv6  
    • 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。 9}%$j  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 /{f"0]-RA  
    • 使用4片元件提升像质 " i:[|7  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm 6se8`[  
    Li]bU   
    r1}^\C  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构:  $TfB72  
    10fxK  
    EjL]#,QR  
    f";pfu_FZ  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: Vm|KL3}NRv  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 iLch3[p%  
    )7 q"l3e"u  
    Q66 +  
    ?TeozhUY  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: 5mQ@&E~#W  
    pJx7S sW  
    j*@@H6G  
    Mh*r)B~%[  
    a M9v  
    四、系统组合调整
    %ggf|\ -e  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: h~7#$i  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 0u1ZU4+EC  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 @QV0l]H0+  
    GA[Ebzi  
    g!R7CRt%  
     +=jS!  
    使用如下绘图宏查看结果 u [._RA  
    u Jqv@GFv  
    KEtV  
    Vf;&z$D{r  
    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 z3y{0<3  
    9T;4aP>6j#  
    b%0p<*:a/  
    TY)QE  
    [ N|X  
    \rF S^#  
    点列图
    HwHF8#D*l  
    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 )[ A-d(y=  
    Q]YB.n3   
    r|EN5  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    3Do0?~n  
    F%h3?"s  
    Jqj!k*=/  
    Ea&|kO|  
    mY.v:  
    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。 &]DB-t#\  
    ~ubvdQEW  
    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.   #B;P4n3  
    `Gqe]ZE#"  
    [ 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。