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测量系统(MSY.0003 v1.1) `8r$b/6 P,xIDj4d 应用示例简述 l,~`o$_ Z- t&AH 1.系统说明 bT6VxbNS 9|3sNFGX 光源 d"@ /{O^1 — 平面波(单色)用作参考光源 A;^ iy]" — 钠灯(具有钠的双重特性) 4*L*"vKa 组件 MsBm0r`a — 光阑(狭缝),抛物面反射镜,闪耀光栅 _Hd|y 探测器 fs:yx'mxV — 功率 9 *uK]/c — 视觉评估 *o38f>aJl 建模/设计 %%/8B — 光线追迹:初始系统概览 xjSzQ|k- — 几何场追迹+(GFT+): V1,/qd_ 窄带单色仪系统的仿真 0b/@QgJ 为分辨特定光谱曲线进行整个光谱的高分辨率分析 LF
@_|oI AloL+eN@ 2.系统说明 alB'l 0w:
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`N&*+!O% wdAKU+tM 3.系统参数 "*t0
t W9pY=9]p+
,Tu.cg -8Hc M\b a5R.
\a<q 4.建模/设计结果 x=IZ0@p tjwnFqI ?wv^X`Q*~ wViTMlq 总结 [\#ANA" .drY 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 w/O'&],x 1. 仿真 +7o1&D*v 以光线追迹对单色仪核校。 (9oo8&GG 2. 研究 4# PxJG6m 应用经典场追迹和几何场追迹+引擎对系统的性能进行研究。系统分析中包括采用傅里叶模态法进行光栅效率的严格分析。 s9a`2Wm 3. 应用 H la?\ 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 Zs{7km 可以通过使用VirtualLab对复杂的光谱系统,比如Czerny-Turner进行详尽的研究。 [k>{q+MWK 1Ml<> 应用示例详细内容 FZn1$_Svr 系统参数 >Oj$Dn= 9 " t;6 1. 仿真任务:Czerny-Turner干涉仪 -seLa(8F Czerny-Turner干涉仪是一种广泛用于光和样本的光谱研究。主要由两个球面或抛物面反射镜、两个光阑以及一个作为分光元件的光栅组成。 6)ibXbH VBQAkl?(}4
Xz^k.4 Y{4 jrFPd 2. 系统参数 k(pJVez n@ SUu7o 元件在1m范围内的距离与非常窄的入瞳孔径进行结合以确保单色仪/光谱仪的高光谱分辨率。 05k'TqT{c >\^oCbqF}~
b@&uwS v @--"u_[ 3. 说明:平面波(参考) zn 0y`9!n? @2L^?*n= 采用单色平面光源用于计算和测试。 C4$P#DZT^ xT_"` @
P7b"(G% wW p7N 4. 说明:双线钠灯光源 MKvmzLh$) $.pCoS]i <uv`)Q 9 为了增强光谱仪的光谱分辨率,对钠灯的双波长特性进行研究。 2w3LK2`ZL 双波长通过旋转轨道的相互作用分离,表现为具有515GHz频率差异(波长差为0.6nm)。 s|H7;.3gp 由于低气压灯的扩展发射区域,钠灯可视为平面波。 "i(f+N,) 8^+|I,
x%r$/= nvf5a-C+q 5. 说明:抛物反射镜 JyTETf,y Ycm .qud
? '%t$mf!nV 利用抛物面反射镜以避免球差。 e-P{)L<s5 出于此目的,在VirtualLab库目录中选择离轴抛物面反射镜(楔形)组件。 T@.+bD 8)eRm{
|(*btdqy3 Z(c
SM
P8ej9ULX, { 22ey`@`h 6. 说明:闪耀光栅 PvV\b<Pe+ .eg'Z@o _g/d/{-{Q 采用衍射元件用于分离所研究光源的光谱波长。 Bj2iYk_cLa 通过使用闪耀光栅,可以对期望衍射级次的衍射效率进行优化 )cRHt: r3U7`P
zeQ~'ao< q6$6:L,<
1}|y^oB\- 4qsct@K, 7. Czerny-Turner 测量原理 ]~dB|WB 75^*4[ 通过光栅倾斜角的变化,入瞳的像可经过探测器孔径进行扫描。探测器可以评估光入射的能量。 fJ.=,9:< >S`=~4
#aC&!Rei{ 6wB
!dl hs;|,r 8. 光栅衍射效率 vb0Ca+}} <:/aiX8 rU"AO}6\@ VirtualLab的光栅组件可通过傅里叶模态法(FMM)对衍射级次进行严格的计算。 U:$zlfV 因此,每一个波长的效率可视为独立的。 9-m_
e=jk6 3个不同波长的不用的衍射效率的归一化强度:(可被测量系统的计算视为如此) SGZYDxFC@ GYIQ[#'d7 C $])q`9 file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_01_Diffraction_Efficiency.lpd XS@iu,uO W%ix|R^2] 9. Czerny-Turner系统的光路图设置 [7`S`\_NK dfVI*5[Z
_?{KTgJ G {)r[?%FMgV 由于VirtualLab的相对位置系统,只设置了沿Z轴方向的距离。 :%mlsNw
b}7g> 10. Czerny-Turner 系统的3D视图 h6LjReNo : ciwh
wd|^m% ^8oN~HLZ 增大平面波光源和孔径的距离仅是为了更清晰的显示3D视图(可在光路编辑器中实现)。 ZUB]qzmK 不仅如此,距离减到0.1倍是为了提高视图的可观察性。 *B&i `tq 0W6='7 应用示例详细内容 x?{l<mc rS\mFt X 仿真&结果 r\b$/:y<e `ZC -lAY 1. 结果:利用光线追迹分析 U/U_q-z] 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E]a,2{&8< 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 su\Lxv
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2-g 5Gb2| !JDyv\i} file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_02_RT.lpd <4?(|Vh[m] -t`KCf,0 2. 结果:通过虚拟屏的扫描 vy5{Vm".4 通过将光栅倾斜合适的角度以选择被探测的波长 (可通过光栅方程计算该角度)。 }VH`\g} 采用VirtualLab中的参数耦合功能连接波长和光栅的倾斜角度, t2.]v>< |