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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
    C. rLog#  
    vE=)qn=a  
    z0Bw+&^]}  
    一、光栅设计
    5Dv ;-G;  
    参考文章中的参数进行设计: {:m%n-  
    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。 n 0*a.  
    %e,X7W`'2  
    !W3bHy:C"  
    map#4\  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 j9XRC9   
    α1 = 24.8° `3KXWN`.s  
    β1 = 41.3° j4hiMI;  
    θ1 = 33.1° +o94w^'^$b  
    3xU in  
    k@i+gV%  
    设置系统参数: (&y~\t] H  
    • 系统波段为800-1000nm,设置波长为1,0.905,0.8um
    • OBB  0.0000000  1.0000000  25.4000000  0.00000000000
    • AFOCAL无焦模式
    • 光阑在表面1
    z%cpV{Nu  
    n,+/%IZ  
    q=H dGv  
    ^Cm9[1p  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 ARt+"[.*p  
    ">LX>uYmX-  
    r6#It$NU  
    <,S5(pZ  
    二维图,对应镜头文件: )`sEdVxbr  
    4Sq[I  
    $aFCe}3b<  
    bQ3EBJT{P  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 uIO<6p)  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 9 Z 5!3  
    JQt Bt2  
    y]veqa  
    }eO{+{D +  
    二、前准直镜设计
    yG`J3++ S  
    ("7rjQjRz  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    =y$|2(6  
    _8f? H#&  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: d*e0/#s  
    !FqJP OGm  
    122%KS  
    $@[`v0y*  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: ds*N1[ *  
    使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 }KBz8M5  
    jOYa}jm?  
    9uNkd2 #  
    ;_HG 5}i  
    ;!ICLkc$  
    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。
    Y M <8>d  
    "zn<\z$l  
    0I`)<o-  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 .}wVM`81z  
    )nK-39,G  
    zXop@"(e  
    ,#u"$Hz8p  
    三. 后聚焦镜设计
    R7q\^Yzo  
    ,u:J"epM  
    • 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。 x'4q`xDa  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 GV+K] KDI  
    • 使用4片元件提升像质 !R;NV|.eI6  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm Z8X=Md8=  
    bc?\lD$ $  
    J|uxn<E<>  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: hnk,U:7}  
    :"vW;$1 }  
    a'[Ah2}3r<  
    k3HPY}-  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: <Z nVWER  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 _|'e Az   
    z!M8lpI M  
    .qN|.:6a  
    <r@w`G  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据:  .J0Tn,m  
    u . xUM  
    yGxAur=dE  
    Y-&SZI4H  
    -E$(<Pow~\  
    四、系统组合调整
    3.t j%+  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: ]FQO@ y  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 6SJryf~w  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 @X|Mguq5  
    V,*<E&+  
    mSg{0_:  
     [f1'Qb  
    使用如下绘图宏查看结果 9GV1@'<Y]  
    (2SmB`g   
    5Al1u|;HB  
    SqF `xw  
    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 YUGEGXw  
    M3 TsalF  
    vGX}zzto  
    Hdn%r<+c  
    t)i{=8 rq  
    ^D%hKIT  
    点列图
    _<8~CWo:  
    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 \C&[BQ\  
    1Mtm?3Pt  
    ~0 PR>QJ  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    _=\J:r|Y:  
    DD?zbN0X  
    z{q|HO  
    !1b4q/  
    O6[ 4=4L  
    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。 @~+W  
    %0gcNk"=  
    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.   :,@\q0j"=  
    HPus/#j'+  
    [ 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。