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
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[attachment=129389] -PCFOm" yIu_DFq%
一、光栅设计 2dCD.9s9~
参考文章中的参数进行设计: S=a>rnF 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。 -`CE; ?s@=DDB\u
[attachment=129390] ?$6(@>`f&t > ofWHl[- 按照光栅示意图,参考文献中的计算结果为 ROJ=ZYof α1 = 24.8° G.~Ffk β1 = 41.3° xz-?sD/xe θ1 = 33.1° fD*jzj7o, wz{&0-md*'
[attachment=129391] &9EcgazV
设置系统参数: Hyb_>n Ce:w^P+ r-AD*h@QZ
[attachment=129413] VQI[J e3k58 设置表面群组-33.1°的倾斜 &&7&/
hO2W!68
[attachment=129414] )C$pjjo/` @2~;)* 二维图,对应镜头文件: -VvN1G6.x? x~E\zw
[attachment=129415] fuT Bh6w& m#^;V 在三维绘图中显示三种波长进行绘图 AEd9H
+I 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。 0|| 5r# ~?Zm3zOCc2
[attachment=129395] fLZ99?J <q`|,mc
二、前准直镜设计 H`4KhdqR
tu^C<MV A$n: 0py29>"t 运行搜索宏可以得到10个初始结构: j/F:j5O* h\4enu9[RL
[attachment=129396] T%yGSk _q}^#- 从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: yeLd,M/I 使用默认生成的优化宏优化一次,同时控制厚度,输入 MRG 替换真实玻璃 w&*oWI$i A&{eC
C
[attachment=129397] [attachment=129398] M%OUkcWCk
[attachment=129399] HfEl
TC:3f
(gUVZeVFP 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。 2>g!+p Ox WO*dO9O -0+h&CO 设置表面8的-33.1°的倾斜,使光线垂直进入 !`dMTW sj&1I.@,>
[attachment=129401] l4YTR4D W^i[7 r
三. 后聚焦镜设计 |Y30B,=M usw(]CnH
- 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。 >$7{H]
- 输入 DSEARCH 宏并运行 kR<\iT0j
- 使用4片元件提升像质 @[#)zO
- 元件总长50mm,后焦距50mm Qp-P[Tc
K@?K4o
,L; y>::1 运行搜索宏可以得到10个初始结构: Pu(kCH{ S<g~VK!Tt
[attachment=129402] Y?%=6S bp'\nso/ 从中找出一个最佳结构,接下来进行下一步分析: k/i&e~! \ 使用默认生成的优化宏优化一次,输入 MRG 替换真实玻璃 `We?j7O @=K*gbq5
[attachment=129403] X.AE>fx*h 6%MM)Vj+u 删除最后表面的求解,最后的结构及数据: G@U}4'V9 0U!_ o2]
[attachment=129404] 2^)_XVX1
[attachment=129405] lr=quWDY fr&K^je\
四、系统组合调整 cXNR<`
在光栅之后插入聚焦镜。使用指令: oN,9#*PVL INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9 UPkc-^BN 删除系统的 AFOCL 无焦模式。调整表面8的厚度到合适的距离。 /5~j"|
U' e!w#{</8Q
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%-an\.a. 使用如下绘图宏查看结果 VP^{-mDph J!H)[~2/
[attachment=129407] 8COGe=+o !Hj
7|5 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 TlC??# )!5"\eys fz rH}^ <-HWs@8#
[attachment=129416] !3\(
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点列图 ooj^Z%9P
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 ootkf= 1n#{c5T
[attachment=129417] mzcxq:uZ5
查看不同波长下的点列图和光斑大小 7e H j"_; <o@__l.
[attachment=129411] W,.Exh
[attachment=129412] x) R4_3 iThf\ 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。 A s8IjGNs{ 9L>ep&u)^ 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. BLb'7`t c1 1?Kq
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