-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-11-04
- 在线时间1882小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
测量系统(MSY.0003 v1.1) 1fM=>Z b)9bYkd 应用示例简述 q4@n
pbx yS p]+ 1.系统说明 Zy,U'Dv b2u_1P\ 光源 }WS%nQA — 平面波(单色)用作参考光源 o[q
Kf — 钠灯(具有钠的双重特性) Yxz(g] 组件 h.>6>5$n — 光阑(狭缝),抛物面反射镜,闪耀光栅 vNlYk 探测器 28JWQ%- — 功率 !yU!ta Q — 视觉评估 RKFj6u 建模/设计 ~j}di^<{ — 光线追迹:初始系统概览 c) Zid1 — 几何场追迹+(GFT+): jG)fM? 窄带单色仪系统的仿真 }C!N$8d, 为分辨特定光谱曲线进行整个光谱的高分辨率分析 | V Ps5 g#ubxC7t< 2.系统说明 z #c)Q 9:"%j
Zm& X $U H8.U#% 3.系统参数 +Wh0Of |0:<Z(
D@*<p h= 5jD2%"YUV s<Pk[7`* 4.建模/设计结果 Bm2"} = qFp }+s r7o63] 8X!^ 2B}J 总结 KZUB{Y^) _Z z"` 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 hE0
p>R8 1. 仿真 /{
Lo0 以光线追迹对单色仪核校。 fvK):eCo 2. 研究 Tm~a&p 应用经典场追迹和几何场追迹+引擎对系统的性能进行研究。系统分析中包括采用傅里叶模态法进行光栅效率的严格分析。 7y.$'< 3. 应用 LPX@oh a 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 <gRv7 ?V[z 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。 E7@0,9AU / =&HunaxI 应用示例详细内容 *>,8+S33r{ 系统参数 K n%[& [t/7hx"2t 1. 仿真任务:Czerny-Turner干涉仪 ts/rV#s~ 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。 z}&w7O#
'D(| NYY
u^T)4~( @T[}]e 2. 系统参数 BC0SSR@e hw]x T5 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。 SE/GT:} NwbB\Wl
kSoa' .si!`?K%[ 3. 说明:平面波(参考) g>)&Q>}=W 89ivyv;]U 采用单色平面光源用于计算和测试。 E+-ahvk %_C!3kKv~
GyQu?` _tDSG] 4. 说明:双线钠灯光源 :E'uV"j% $'Z\'<k[ 21i ?$ uU 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。 w:%3]2c 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)。 I?c "\Fe 由于低气压灯的扩展发射区域,钠灯可视为平面波。 +EG?8L,z O2./?Ye
L5$r<t< T pXbJ]o9 5. 说明:抛物反射镜 uj#bK
7 :k9n
9
Ve\^(9n 利用抛物面反射镜以避免球差。 {`~uBz+dJq 出于此目的,在VirtualLab库目录中选择离轴抛物面反射镜(楔形)组件。 <Vucr
%GS^=Qr
s/#L?[YH B^Y AKbY
2\Bt~;EIx 1_$ybftS 6. 说明:闪耀光栅 pIcvsd !9w3/Gthj '4 T}$a"i 采用衍射元件用于分离所研究光源的光谱波长。 *b#00)d
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 1N8gH&oF NKyaR_q`
lS<T|:gz@ $M%<i~VXe&
esE5#Yq4.k T^FeahA7; 7. Czerny-Turner 测量原理 ,pfHNK-u 7;0$UYDU* 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。 <X]'": ^f][;>c
IJX75hE0g G-FeDP MP"Pqt 8. 光栅衍射效率 {[B^~Y>Lr ?+6w8j%\ c*F'x-TH 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。 |ci1P[y 因此,每一个波长的效率可视为独立的。 #a7 Wx} 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) ,c3gW2E /;P* ? NlLgXn! file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_01_Diffraction_Efficiency.lpd .FV
wZ:d w.v yEU^ 9. Czerny-Turner系统的光路图设置 kQm\f 1 /@lZ
c j-_ B_Qi 由于VirtualLab的相对位置系统,只设置了沿Z轴方向的距离。 N0U6N< w {|cuu"j26 10. Czerny-Turner 系统的3D视图 ^uZ!e+ &dA{ <.
x.gRTR`7( 8Ter]0M& 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)。 /eFudMl 不仅如此,距离减到0.1倍是为了提高视图的可观察性。 <hG] f% Y"eR&d 应用示例详细内容 'dT JE--@ H~fX>6> 仿真&结果 x !)[l; !\e&7sV~Q 1. 结果:利用光线追迹分析 G'>?/l# 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Ed&;d+NM 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 kd0~@rPL Z]Zs"$q@
"l83O8 L ,Oqd4NS file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_02_RT.lpd gW0{s[}T Y@&1[Z 2. 结果:通过虚拟屏的扫描 Ky6.6Y<.| 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)。 8vP:yh@ 采用VirtualLab中的参数耦合功能连接波长和光栅的倾斜角度, (t^&L `EFPY$9`D 通过该功能给定波长,可以自动设置合适的倾斜角。因此,如为了仿真全谱段,参数运行必须指定波长。 H2EKr#(
W_]Su
'a&( r; animation: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_VIS_Scan.bms x{=@~c%eh ZH@BHg|}H 3. 衍射效率的评估 ,2*^G;J1 为选择合适的仿真引擎,必须考虑孔径衍射效应的影响。 |dP[_nh? G"_ 8`l
*qh$,mp> 比较经典场追迹和几何场追迹+可知,由于两者的差别较小,可忽略衍射效应。采用更快速的GFT+引擎用于后续研究。 +a@:?=hc file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_Diffraction_Effects.lpd RU r0K#] f76bEe/B9 4. 结果:衍射级次的重叠 dV~yIxD}C* 因为光栅用于分离多谱段(如可见光),所以不同衍射级次可能发生重叠。 BK+(Uf;g VirtualLab的光栅组件可以计算所有期望的衍射级次(包括利用傅里叶模态法计算衍射效率)。 f;Cu@z{b 0级衍射并不分散,但2级衍射相对于1级衍射表现出较大的发散角。 47(/K2 通过光栅参数和光栅方程的计算可发现重叠为760nm(1级)和380nm(2级) sE,Q:@H5 光栅方程: }Y{aVn&C \QpH~&QIS /Dh[lgF0C 9!aQ@ J^ ue YBD]3' 5. 结果:光谱分辨率 C^dnkuA HOEjLwH
ch^tq",1> file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_06_Resolution.run hqPpRSv' FN-j@ 6. 结果:分辨钠的双波段 'Fe1]B"Y 应用所建立单色仪分辨钠的双波段特性。 >Ei-Spy>Xl =|@%5&.P
z}L3// jjs1Vj1@< 设置的光谱仪可以分辨双波长。 ;PBybRW ISp'4H7R+N file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_07_Sodium.run S6J7^'h +`@)87O 7. 总结 ?O]iX;2vM 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 3]*_*<D 1. 仿真 N*dO'ol 以光线追迹对单色仪核校。 y093- 2. 研究 EPY64{ 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。 8SG*7[T7 3. 应用 wUd6xR 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 AqD)2O{VO 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。 RsY7F; 扩展阅读 |'C{nTX 1. 扩展阅读 Ym)8L. 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 w]BZgF. W?*]'0 开始视频 p4ML }q8 - 光路图介绍 @M:Uf7 - 参数运行介绍 ` 0YI?$G1 - 参数优化介绍 "zT#*>U 其他测量系统示例: LLa72HW - 马赫泽德干涉仪(MSY.0001) 71nI`.Z - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) B{:JD^V!
|