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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
    o;_bs~}y  
    F@roQQu  
    Y_hRL&u3W  
    一、光栅设计
    $IZZ`Z]B  
    参考文章中的参数进行设计: % ul{nL:  
    在 SYNOPSYS 中使用非寻常表面类型27的平面光栅,加上前后两片 N-BK7 的保护玻璃来模拟体相位全息光栅。 R9G)X]  
    vaJXX  
    FD+PD:cQn  
    ;I71_>m  
    按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 l0xFt ~l  
    α1 = 24.8° >ImM~SR)  
    β1 = 41.3° B/kn&^z$|~  
    θ1 = 33.1° v1g5(  
    f<p4Pkv  
    jZ,[{Z(N   
    设置系统参数: lNVAKwW2#  
    • 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
    166c\QO  
    $= xQX  
    \+Ln~\Sv  
    ptni'W3  
    设置表面群组-33.1°的倾斜 %kFELtx  
    7qK0!fk5  
    s Xk?.A_D  
    <`UG#6z8  
    二维图,对应镜头文件: @Qjl`SL%O^  
     )\\V s>9  
    mX.3R+t  
    _Ge^ -7  
    在三维绘图中显示三种波长进行绘图 #_\MD,(  
    该光栅已经达到了如文献中描述的分光效果,三种不同波长的光按照计算出的角度传播。 mCNf]Yz  
    C!k9JAa$Z  
    i)PV{3v$J  
    jNG?2/P6&  
    二、前准直镜设计
    <i\zfa'6  
    uPC qO+f  
    • 准直透镜出射光为平行光,对其倒置进行设计。
    • 入射光束直径=20mm,焦距取f=75mm,FN=3.75
    • 根据原设计,半视场角约为0.015
    • 输入 DSEARCH 宏并运行
    • 准直镜结构简单,两片元件基本可以满足。
    tDHHQ  
    }>X\"  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构:  |iUfM3  
    [^}>AC*im  
    Bx : So6:  
    pkN:D+g S  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: u$=ogp =0  
    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] yT  
    P[GX}~_k  
    Pn'(8bRm  
    avt>saR  
    &*]{"^  
    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。
    ;.Oh88|k  
    @f5@0A\0  
    M?~<w)L}  
    设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 K l0tyeT  
    E?gu(\an@  
    =Q8H]F  
    <r+!hJ[s'  
    三. 后聚焦镜设计
    '0_j{ig  
    $,e?X}4  
    • 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。 [b i3%yWh  
    • 输入 DSEARCH 宏并运行 hi3sOK*r;<  
    • 使用4片元件提升像质 sE%<"h\_0  
    • 元件总长50mm,后焦距50mm gAr`hXO  
    &Ky u@Tt  
    yw* mA1v  
    运行搜索宏可以得到10个初始结构: NB W%.z  
    =yTa,PY  
    @"{'j  
    ( ztim  
    从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: L;--d`[  
    使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 aq0iNbv@  
    Dz8:; $/  
    ~6-"i0k  
    :e&n.i^  
    删除最后表面的求解,最后的结构及数据: iIGI=EwZ  
    x>^3]m  
    @ k+%y'Y?  
    Cl t5  
    Jny)uo8  
    四、系统组合调整
     M<Wn]}7!  
    在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: ovDJ{3L6O  
    INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 Q$3\ /mz  
    删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 4z9#M;q T  
    aVQSN  
    [*9YIjn  
    !]rETP_  
    使用如下绘图宏查看结果 :>P4L,Da]  
    >d{dZD}  
    hg?j)jl|  
    9|N" @0<B  
    调整透镜的口径以补满光线,使用偏心的设置把镜头调整到正确的位置 fou_/Nrue  
    2JiAd*WK  
    f2O*8^^Y{Q  
    Y^f94s:2S  
    BKC7kDK3H  
    QE 45!Z g  
    点列图
    7b&JX'`Mb  
    查看不同波长的点列图。先输入所有波长M,比例20和用符号显示,在一张图里显示三种波长的点 <G~} N  
    +}7Ea:K   
    AXl!cgi  
    查看不同波长下的点列图和光斑大小
    UCn*UX  
    MX!u$ei  
    v[{8G^Z}54  
    _{LN{iqDv  
    ~K~b`|1  
    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。 *xE"8pN/  
    m]FaEQVoE  
    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.   N5 SLF4R1  
    e2AN[Ar  
    [ 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。