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2023-09-26 16:22 |
Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)光譜儀——實(shí)際應(yīng)用
光譜學(xué)是一種無創(chuàng)性技術(shù)，是研究組織、等離子體和材料的最強(qiáng)大工具之一。 本文介紹了如何使用市售的光學(xué)元件來實(shí)現(xiàn)透鏡-光柵-透鏡（LGL）光譜儀。進(jìn)行光譜儀的設(shè)置，并對其設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。（聯(lián)系我們獲取文章附件） \c'%4Ao
簡介 r8H7TJI0
本文介紹如何使用市售的光學(xué)元件實(shí)現(xiàn)透鏡-光柵-透鏡（LGL）光譜儀，以及如何在像差和性能方面對其進(jìn)行優(yōu)化。本文基于文章 “如何構(gòu)建光譜儀——理論依據(jù)” 中所介紹的LGL光譜儀的基礎(chǔ)知識。 I[a%a!QO
LGL光譜儀的基本設(shè)計(jì) ]s}aC9I
在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)光譜儀時，必須了解一些先決條件，并且確定出初步使用的有關(guān)光學(xué)元件和平臺（文末提供了制造商網(wǎng)站的鏈接）。在本例中，我們研究了用于光學(xué)相干斷層掃描（OCT）的光譜儀： y>&VtN{E
光譜儀的帶寬為：855 nm到905 nm之間，以匹配對人眼檢查有利的OCT光源的光譜。 ^w ]1qjGw
我們使用的衍射光柵是由Wasatch Photonics公司生產(chǎn)的1800 l/mm的WP-HD1800/840-25.4相位體全息光柵。該光柵用于OCT應(yīng)用設(shè)備，并在所需的波長范圍內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化，使其獲得最佳的性能。光柵的直徑為 1英寸，此光柵也定義了系統(tǒng)的孔徑。 %!#rrt,F
因此，我們將使用Thorlabs生產(chǎn)的30mm籠型元件和1英寸鏡頭來實(shí)現(xiàn)光譜儀。 =NI.d>kvC
我們使用的傳感器是Teledyne生產(chǎn)的 e2V AVIIVA EV71YEM4CL2010-BA9線相機(jī)，該相機(jī)有2048個10µm寬，20µm高的像素。 xQ_:]\ EZ
設(shè)置光譜儀的聚焦透鏡的焦距為125mm，將幾乎完全照亮傳感器，中心波長的艾里斑半徑為9.2µm，大約等于探測器的像素寬度（查看文章”如何構(gòu)建光譜儀——理論依據(jù)”，學(xué)習(xí)如何計(jì)算這些參數(shù))。 )SC`6(GW
在OpticStudio中設(shè)計(jì)LGL光譜儀 q 8tP29
系統(tǒng)設(shè)置 "& s9cO.H
在本例中，假設(shè)進(jìn)入光譜儀的光來自單模光纖。因此，可以將入射針孔作為點(diǎn)光源進(jìn)行建模。因此，在系統(tǒng)選項(xiàng)(System Explorer)中，孔徑類型(Aperture Type)設(shè)置為物方空間NA(Object Space NA)，孔徑值(Aperture Value)設(shè)置為0.12。此設(shè)置對應(yīng)于光纖的接收角。此外，將高斯切趾因子設(shè)置為1.0，來達(dá)到光束的強(qiáng)度分布。將波長設(shè)置為0.855µm， 0.880µm （主波長）和0.905µm，以覆蓋光譜儀所需的帶寬。 <(ubZ
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準(zhǔn)直透鏡 </2,2AV4q*
OpticStudio提供了包含大量商用鏡頭的鏡頭庫，可以通過鏡頭庫(Lens Catalog)找到所需鏡頭并將其插入鏡頭文件： 939]8BERt
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