一、光柵設計

參考文章中的參數進行設計：

在 SYNOPSYS 中使用非尋常表面類型27的平面光柵，加上前后兩片 N-BK7 的保護玻璃來模擬體相位全息光柵。

按照光柵示意圖，參考文獻中的計算結果為

α1 = 24.8°

β1 = 41.3°

θ1 = 33.1°

設置系統參數：

• 系統波段為800-1000nm，設置波長為1，0.905，0.8um
• OBB 0.0000000 1.0000000  25.4000000  0.00000000000
• AFOCAL無焦模式
• 光闌在表面1

設置表面群組-33.1°的傾斜

二維圖，對應鏡頭文件：

鏡頭文件

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在三維繪圖中顯示三種波長進行繪圖

該光柵已經達到了如文獻中描述的分光效果，三種不同波長的光按照計算出的角度傳播。

二、前準直鏡設計

• 準直透鏡出射光為平行光，對其倒置進行設計。
• 入射光束直徑=20mm，焦距取f=75mm，FN=3.75
• 根據原設計，半視場角約為0.015
• 輸入 DSEARCH 宏并運行
• 準直鏡結構簡單，兩片元件基本可以滿足。

宏文件和鏡頭文件

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運行搜索宏可以得到10個初始結構：

從中找出一個最佳結構，接下來進行下一步分析:

使用默認生成的優化宏優化一次，同時控制厚度，輸入 MRG 替換真實玻璃

在鏡頭后方合適位置插入光柵的結構

使用指令：

INSERT FILE '1130G.RLE' SURFACE 1 TO 5 AFTER SURFACE 4

再調整厚度間距。

鏡頭文件

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設置表面8的-33.1°的傾斜，使光線垂直進入

三. 后聚焦鏡設計

• 分光后的不同波長的光線角度用聚焦鏡視場角16.5°表示，FN=4.5。
• 輸入 DSEARCH 宏并運行
• 使用4片元件提升像質
• 元件總長50mm，后焦距50mm

宏文件和鏡頭文件

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運行搜索宏可以得到10個初始結構：

從中找出一個最佳結構，接下來進行下一步分析:

使用默認生成的優化宏優化一次，輸入 MRG 替換真實玻璃

刪除最后表面的求解，最后的結構及數據：

四、系統組合調整

在光柵之后插入聚焦鏡。使用指令：

INSERT FILE '1130-3.RLE' SURFACE 1 TO 9 AFTER SURFACE 9

刪除系統的 AFOCL 無焦模式。調整表面8的厚度到合適的距離。

鏡頭文件

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使用如下繪圖宏查看結果

宏文件

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調整透鏡的口徑以補滿光線，使用偏心的設置把鏡頭調整到正確的位置

鏡頭文件

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點列圖

查看不同波長的點列圖。先輸入所有波長M，比例20和用符號顯示，在一張圖里顯示三種波長的點

查看不同波長下的點列圖和光斑大小

以上就是本次透射式體全息光柵拉曼光譜儀分光系統設計，所有宏文件和鏡頭文件可以聯系我們的工作人員獲取。

參考文獻：

[1]何振磊,盧啟鵬,丁海泉,高洪智.透射式體全息光柵拉曼光譜儀分光系統設計

[2][J].激光與光電子學進展,2015,52(12):214-220.