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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
    `h9)`*  
    TWR $D  
    1 j^c  
    一、光栅设计
    f THun?Vn  
    参考文章中的参数进行设计: -y*_.Ws9  
    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。 nlebFDb7  
    {ogZT7w}  
    CTkN8{2S  
    zYG,x*IH  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 LJ(n?/z%  
    α1 = 24.8° \FoxKOTp  
    β1 = 41.3° $'knK<  
    θ1 = 33.1° "?SOBA!vy  
    @\T;PTD-  
    3K#mF7)a  
    设置系统参数: t+ S~u^  
    • 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
    =`1m-   
    2b#(X'ob  
    ]`@]<6  
    \|~?x#aA  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 pYfV~Q^3  
    [X }@Ct6  
    $Pd|6  
    \o B'  
    二维图,对应镜头文件: }(ma__Ao  
    If-,c^i  
    Zlk,])9Q  
    3ximNQ} S  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 ';b3Mm #  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 ={`CH CI  
    m Ztv G,  
    tyEPU^PM  
    5iQmZ [  
    二、前准直镜设计
    W|25t)cJ8h  
    yuHZ&e  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    Tm)GC_  
    i<T P:  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: pb^,Qvnp   
    e Om< !H  
    38c?^  
    BXg!zW%+  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: MA\m[h]  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 *@_u4T7|{  
    SY-ez 91  
    8Q2]*%  
    I-b_h5ZD6  
    )K~w'TUr  
    在镜头后方合适位置插入光栅的结构
    使用指令:
    INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4
    再调整厚度间距。
    . yZm^&  
    QyPg |#T2>  
    M[, D  *  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 q|5Q?t:,r  
    o`bo#A  
    s/ M7Zl  
    *5'.!g('  
    三. 后聚焦镜设计
    AZ[75>  
    3{"byfO#%  
    • 分光后的不同波长的光线角度用聚焦镜视场角16.5°表示,FN=4.5。 LP:nba :  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 N{8"s&  
    • 使用4片元件提升像质 ;DuXS y!g  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm n~tqO!q  
    %Rp8{.t7  
    Wta]BX  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: z}ElpT[(;  
    %}q .cV  
    B0d%c&N${  
    |uI?ySF  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: kneuV8+(5  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 ;+ azeW ^  
    $&hN*7Ts  
    22 &'@C>  
     PWH^=K  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: OfTfNhpK  
    gAt~?HvW6  
    TVaA>]Fv  
    K R,z^9  
    /c`^iPb  
    四、系统组合调整
    `&!k!FZY*  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: 5G[x}4U  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 9CJ(Z+;OM  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 nirDMw[  
    ?>$l  
    +D&Pp0xe  
    vDFGd-S  
    使用如下绘图宏查看结果 zF`3 gl.  
    wi_'iv  
    jZteooJG|  
    DF_X  
    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 MSw$_d  
    W/fuKGZi_  
    "ZrOrdlg+A  
    `d\r;cE%lm  
    c!#:E`  
    S >yLqPp  
    点列图
    cPDQ1qre!  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 k(t}^50^j  
    x/!5K|c  
    nKoiG*PI  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    ,m_WR7!$E  
    "ZwKk G  
    C;+h.;}<D  
    qpIC{'A.  
    #Tw@wfaq)  
    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。 |`Or'%|PR  
    YNwp/Y  
    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~=0[Rv  
    VTy9_~q  
    [ 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。