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[求助] [已解决]有关zemax光谱仪设计的求助

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  • TA的每日心情
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    2024-11-4 10:56
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    发表于 2024-7-15 23:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
    设计了一个双光栅结构的光谱仪如图1所示,准直透镜焦距为300mm,两个刻线为2400/mm的光栅,聚焦透镜焦距为800mm的一个结构。


    设置的狭缝形式为图2所示,请大家帮我看一下这种设置是否正确。
    如果正确的话,为什么狭缝宽度的调小和调大对分辨率没有影响(点列图无变化)?
    光谱仪中准直透镜和聚焦透镜的焦距不一样会增大狭缝的放大率吗?放大率与光栅的入射角和衍射角有关,是否还和准直透镜和聚焦透镜的焦距有关呢?





    最佳答案
    2024-9-11 09:20
    希喜力 发表于 2024-9-4 09:48
    你好,之前和您讨论过狭缝的问题,在这里请教一个问题,利用设置物高y的方式来设置狭缝,但是为什么调节y ...

    我尝试将物高改变的大一点5mm或者10mm 发现是会有变化的。但是这样设置物高的方式只适合用来验证放大率的问题,用像高除以已知物高。
    从狭缝处看,仿真的是y方向上的三个点光源,每个视场上看到的是同一物高下的点列图,需要三个视场综合叠加上才能看出来。从仿真角度,优化到艾里斑大小就差不多了,后面再优化圈入能量,分辨力要考虑探测器像元大小,可以用PSF截面图看

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  • TA的每日心情
    开心
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    发表于 2024-7-16 08:21 | 显示全部楼层
    方便的话,把zemax文件发出来一下,方便解答哈
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-11-4 10:56
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     楼主| 发表于 2024-7-16 09:38 | 显示全部楼层
    这是zemax文件

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  • TA的每日心情
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    2024-7-12 15:38
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    发表于 2024-7-16 15:16 | 显示全部楼层
    1. 狭缝设置是没错的。改变狭缝大小,光斑大小不改变的主要原因有两个:在光阑面口径较小的时候,你增大Y方向半宽,但是后面系统(第二块光栅和聚焦透镜的口径太小了,导致光线无法全部达到像面);在光阑面口径增大到比NA大的时候,再增大Y方向半宽肯定也改变不了光斑大小。我觉得主要就是后续系统的口径太小了。我调了一下光栅口径,将聚焦透镜改成了理想的,就可以在改变光阑大小的时候(一定范围内)看到明显的光斑变化。
    2. 放大率和准直透镜、聚焦透镜的焦距无关,准直透镜的作用只是将光线平行的打到光栅上面,衍射角由光栅和光轴夹角控制;聚焦透镜的作用就是把第二块光栅衍射出的平行光线进行聚焦,他们的焦距只会影响系统的长度。但是考虑到透镜本身会有一些像差,所以对放大率会有些许作用但是应该不影响你。
    附上我将两块光栅口径改变+聚焦透镜改为理想透镜的文件,可以较为清晰的看到第一点的结果。

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  • TA的每日心情
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    2024-10-8 09:17
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    发表于 2024-7-17 15:53 | 显示全部楼层
    关于这个问题的第二点,我认为是会影响狭缝的放大倍率的,探测器确定的情况下,还会影响光谱分辨能力

    聚焦镜焦距/准直镜焦距的比值越大,放大倍率越大
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  • TA的每日心情
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     楼主| 发表于 2024-7-22 21:07 | 显示全部楼层
    allein 发表于 2024-7-17 15:53
    关于这个问题的第二点,我认为是会影响狭缝的放大倍率的,探测器确定的情况下,还会影响光谱分辨能力

    聚焦 ...

    我刚开始也是这样认为的,但是经过仿真后发现,好像是不影响放大率的。所以我现在也不太确定。

    图1为光谱仪结构准直透镜为300mm,聚焦透镜为1000mm,最后的分辨率为0.009nm(这个分辨率的计算没有考虑准直和聚焦透镜的放大率的),看点列图(图2)也都能分开,从这个角度来看是不影响的。但是我怕是我仿真有误。

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  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-11-5 08:49
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    发表于 2024-7-29 16:55 | 显示全部楼层
    个人觉得 准直透镜和聚焦透镜的焦距是会影响放大率的。我看你是用设置孔径的方式来定义狭缝,如果要看放大率的话 建议用设置物高的方式来看
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     楼主| 发表于 2024-8-1 08:42 | 显示全部楼层
    可乐不加冰 发表于 2024-7-29 16:55
    个人觉得 准直透镜和聚焦透镜的焦距是会影响放大率的。我看你是用设置孔径的方式来定义狭缝,如果要看放大 ...

    感谢回复。这两种设置狭缝的区别是什么,我设置物高了发现是会影响放大率。但是个人觉得对于光谱仪的狭缝,设置孔径更符合真实的光谱仪狭缝。(不知道对错,还请大家多指教)
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  • TA的每日心情
    擦汗
    2024-11-5 08:49
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    发表于 2024-8-1 09:43 | 显示全部楼层
    希喜力 发表于 2024-8-1 08:42
    感谢回复。这两种设置狭缝的区别是什么,我设置物高了发现是会影响放大率。但是个人觉得对于光谱仪的狭缝 ...

    个人觉得,在实际应用情况下,光应该是充满狭缝的,相当于狭缝是一个矩形的光源。而设置孔径的话,光源实际上是一个理想的点光源被限制了孔径。我也只是在设计中发现孔径设置无法模拟狭缝,因为我用的放大率是1:1的,所以也没有太深究这个问题。
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     楼主| 发表于 2024-9-4 09:48 | 显示全部楼层
    可乐不加冰 发表于 2024-8-1 09:43
    个人觉得,在实际应用情况下,光应该是充满狭缝的,相当于狭缝是一个矩形的光源。而设置孔径的话,光源实 ...

    你好,之前和您讨论过狭缝的问题,在这里请教一个问题,利用设置物高y的方式来设置狭缝,但是为什么调节y轴的距离(改变狭缝宽度),点列图不变呢(分辨率不变),这是我的.zmx文件。图1为狭缝40μm时的设置,对应图2的点列图;图3是100μm时的设置,对应图4的点列图。发现点列图并没有变化,原则上改变狭缝的宽度,分辨率也随之改变,为什么这里不变呢?

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