切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1280阅读
    • 2回复

    [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]

    上一主题 下一主题
    离线小火龙果
     
    发帖
    932
    光币
    2176
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-07-17
    F"Uh/EO<  
    _,t&C7Yf;  
    df!+T0  
    一、光栅设计
    l~CZW*/  
    参考文章中的参数进行设计: H kSL5@  
    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。 xa' nJ"f;  
    >@z d\}@W  
    "h QV9 [2\  
    Ko@zk<~"[  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 KxGKA  
    α1 = 24.8° )K8P+zn~  
    β1 = 41.3° vP-3j  
    θ1 = 33.1° TLXhE(o|o  
    l&vm[3  
    Q +R3H,  
    设置系统参数: d\\r_ bGW  
    • 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
    iJEB ?y  
    vuAQm}A4'g  
    r(pwOOx  
    id3)6}  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 QCVsVG!sN  
    Lf[G>0t&n  
    &zO3qt6  
    4 0p3Rv  
    二维图,对应镜头文件: };i&a%I|  
    MJy;GzJ O  
    mu 2 A%"7  
    j!6elzg  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 "[#@;{@Gt  
    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。 bcUC4g\9N  
    ,LoMt ]H  
    |if~i;VKL  
    B>{|'z?%>  
    二、前准直镜设计
    _{[k[]  
    pk;ffq@  
    • 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。
    @TdQZZ}G\x  
    BhOXXa{B  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: R5m`;hF  
    )>-77\  
    ;Fx')  
    R.91v4 J  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: tx2Vyu  
    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 [q|?f?Zl  
    hO5K\QnRL  
    TS\9<L9S  
    }pbBo2  
    T@%;0Ro~  
    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。
    pg} ~vb"  
    z\xiACIc  
    }f<fgY  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 A/ 7r:yO  
    >{phyByI  
    `G_(xN7O  
    73&]En  
    三. 后聚焦镜设计
    qf_h b  
    3*CzXK>`M&  
    • 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。 6(ka"Vu~  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 k7:GS,7  
    • 使用4片元件提升像质 1mT|o_K{ T  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm h5LJij J  
    0C lX  
    9\AEyaJFZ  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: 3X88x-3  
    ^Nd|+}  
    Nm H}"ndv+  
    ZcUh[5:|  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: c%q}"Y0oh  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 7yMieUF  
    DBu)xr}7A  
    Zp/qs z(]  
    I ybl;u  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: d[s;a.  
    30sC4}   
    btUUZ"q<  
    S(g<<Te  
    G=r(SJq  
    四、系统组合调整
    c7FfI"7HR  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: R-g>W  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 LV}UBao5n  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 m NUN6qVP~  
    BxSk%$J  
    bqZ?uvc3  
    "@c';".|  
    使用如下绘图宏查看结果 ef;& Y>/  
    r6O7&Me<  
    (&9DB   
    k#8S`W8^  
    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 oiTMP`Y  
    ?`vM#)  
    -(4E  
    >)AE |j`  
    XPc9z}/(e  
    J[<D/WIH  
    点列图
    O4b-A3:  
    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 F8|5_214'  
    vOvxQS}dBp  
    X]+(c_i:hC  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    buq *abON  
    ^'C,WZt  
    >/kPnpJ  
    $>S}acuC  
    V'HlAQr  
    以上就是本次透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计,所有宏文件和镜头文件可以评论区留言获取。 SU_] C+  
    'gk81@|  
    参考文献:[1]何振磊,卢启鹏,丁海泉,高洪智.透射式体全息光栅拉曼光谱仪分光系统设计[2][J].激光与光电子学进展,2015,52(12):214-220.   3]:p!Y`$  
    DWm;&RPJ  
    [ 此帖被小火龙果在2024-07-17 11:46重新编辑 ]
     
    分享到
    离线落多余
    发帖
    4
    光币
    0
    光券
    0
    只看该作者 1楼 发表于: 2024-12-11
    学习一下啊,不错
    离线寒夜
    发帖
    662
    光币
    10770
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2024-12-11
    挺不错的软件教程。