[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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参考文章中的参数进行设计： hz<TjWXv'  
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。 j5/|
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h|Qb:zEP,  
按照光栅示意图，参考文献中的计算结果为 >X:!Y[N  
α1 = 24.8° 2Ir*}s2{  
β1 = 41.3° c3#eL  
θ1 = 33.1° *M#L)c;6  
2w+4
B4  
设置系统参数： [,ulz4"  

• 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

d, ?GW  
gzW{h0iRr  
Q]K$yo  
*6=9 8C4I  
设置表面群组-33.1°的倾斜 (ToD u@p  
w0H#M)c  
<*u^8lCA  
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二维图，对应镜头文件： (LXYx<  
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 [Ne'2z  
/S~ =qodS  
在三维绘图中显示三种波长进行绘图 -lv(@7o~  
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。 ~mK+Q%G5  
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jr#*;go  
i!RYrae  
b<"jmB{  

• 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。

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运行搜索宏可以得到10个初始结构： D8Mq '$-  
O%F*i2I:+k  
yn<J>e  
Ix@B*Xz:`  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: ,D<U PtPQ  
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 0mmHN`<  
NNE(jJ`/  
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设置表面8的-33.1°的倾斜，使光线垂直进入 (mI590`f  
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`GCK%evLG  
G^dzE/:  

• 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。 ),j6tq[  
  
• 输入 DSEARCH 宏并运行 X*5N&AJ  
  
• 使用4片元件提升像质 f4+wP/n&  
  
• 元件总长50mm，后焦距50mm W_3BL]^=  
  

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运行搜索宏可以得到10个初始结构： !u  .n  
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D+~*nc~ g  
从中找出一个最佳结构，接下来进行下一步分析: T*8K.yw2  
使用默认生成的优化宏优化一次，输入 MRG 替换真实玻璃 e#3RT8u#  
v.u 5%  
qZ@d:u  
Eelv i5  
删除最后表面的求解，最后的结构及数据： ,\#s_N7  
]\L+]+u~  
dZb;`DjTH  
在光栅之后插入聚焦镜。使用指令： b7T;6\[m  
INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 h/8p2Mrqi  
删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 9e vQQN6D|  
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<X1lq9 lW  
使用如下绘图宏查看结果 ozl!vf# kv  
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X(3| (1;sV  
d\JBjT1g  
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 ,IE.8h)H  
X')l04P@%  
DQ[7p(  
M_2>b:#A*  
<8Nr;96
IA  
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 qfxEo76'  
rX>b R/  
t+]1D@hv  
#:/27  
,tg(aL  
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。 RO%M9LISI  
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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.   *vEj\  
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