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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
    rp9?p%  
    [Dhqyjq  
    TAxu]C$P  
    一、光栅设计
    H )51J:4  
    参考文章中的参数进行设计: 44NM of8N  
    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。 HQvJ*U4++  
    GO?hB4 9T  
    7}:+Yx  
    ">._&8KkE0  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 q9 :g  
    α1 = 24.8° Nq9\2p  
    β1 = 41.3° Vwu dNjL  
    θ1 = 33.1° #x qiGK  
    [#=IKsO'R6  
    xa.tH)R  
    设置系统参数: O8 OAXRt/Y  
    • 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
    7nm'v'\u+V  
    &szYa-K*  
    Ptz## o'{5  
    FnKC|X  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 Fc#Sn2p*  
    ^T:L6:  
    !&xci})7a  
    Ngj&1Ta&[  
    二维图,对应镜头文件: +h@.P B^`~  
    tr5j<O  
    $xT9e  
    ]1FLG* sB  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 QM![tZt%;  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 ]5K+W  
    u^G Y7gah  
    m]vS"AdX  
    gu6%$z  
    二、前准直镜设计
    qu1+.z=|  
    Nm !~h|3  
    • 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。
    &|j0GP&  
    $ay!'MK0d  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: s`ZP2"`f  
    [UXN= 76N  
    > 23$_'2  
    *Y?oAVkz  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: &r.M~k >  
    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%-4ZB"  
    ?JG^GD7D  
    _1Q6FI5iR  
    w >2sr^!y  
    .X qeO@z  
    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。
    +%v1X&_\  
    WW.@&#S5  
    #|4G,!  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 d#TA20`  
    n\)1Bz  
    x!fG%o~h  
    CIz0Gjtx6m  
    三. 后聚焦镜设计
    u7^(?"x  
    ~|9VVeE  
    • 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。 9Vqy<7i1  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 qEuO@oE  
    • 使用4片元件提升像质 #bBh. ^  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm ;@T0wd_i|  
    0 zK{)HZ  
    rrr_{d/  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 5@%.wb4  
    r88De=*  
    "!D y[J  
    'AX5V-t  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: m3BL  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 O >pv/Ns  
    Yb-{+H8{J  
    f+Acs*. GQ  
    .=9WY_@SZ  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: m0 As t<u  
    EwX&Cj".  
    ! ig& 8:  
    g\fj6  
    oWL_Hh%-f`  
    四、系统组合调整
    5LB{b]w7m  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: }mXYS|{  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 iX6>u4~(  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 &n )MGg1%  
    h# "$W;(  
    *s*Y uY%y  
    ,bXZ<RY$  
    使用如下绘图宏查看结果 F^'$%XKV  
    7M~sol[*  
    y7M{L8{0  
    \OA{&G.  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 l>}f{az-T  
    n V7Vc;  
    Cp(2]Eb  
    u30D`sky  
    g/JF(nkP  
    kFwFPK%B  
    点列图
    ey=KAt  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 H:]cBk^[,  
    >i,_qe?V:w  
    >P SO]%mE  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    [p9v#\G; [  
    # G 77q$  
    8{!d'Pks  
    >< $LV&  
    /T)E&=Ds  
    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。 ![^pAEgx  
    uy'seJ  
    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.   Zt!A!Afu  
    zo( #tQ-'m  
    [ 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。