-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2026-04-22
- 在线时间1968小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
测量系统(MSY.0003 v1.1) $F]*B
` O@skd2 应用示例简述 (@=h(u . 'CRjd~L 1.系统说明 =>O{hT^F G)gb5VW k 光源 ^Of\l:q* — 平面波(单色)用作参考光源 ?Iag-g9#=m — 钠灯(具有钠的双重特性) pezfB{x? 组件 t&IWKu# — 光阑(狭缝),抛物面反射镜,闪耀光栅 l vBcEg 探测器 ?q y*` — 功率 g3Ul'QJ — 视觉评估 nk;+L 建模/设计 OJ.oHf=K! — 光线追迹:初始系统概览 "S>VqvH3 — 几何场追迹+(GFT+): Eks<O 窄带单色仪系统的仿真 0;%\L :,O 为分辨特定光谱曲线进行整个光谱的高分辨率分析 l>("L9 ]jR-<l8I- 2.系统说明 HaF&ooI5+ w*u.z(:a`
{
3 "jn BU|m{YZ$ 3.系统参数 :\%hv>}| $-(lp0\*
]#r Nz" \\Z?v,XsS ;x/.8fA 4.建模/设计结果 gA 19f }T53y6J# u=0161g `u8(qGg7GF 总结 aaI5x }$a*XY1 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 <<9|*Tz 1. 仿真 8/~@3-9EK 以光线追迹对单色仪核校。 T
^/\Rr 2. 研究 N_(-\\mq 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。 +hs:W'`% 3. 应用 Ia:M+20n 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 `'pfBVBz 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。 *]DO3Zw' ~SXqhX-` 应用示例详细内容 vpdT2/F 系统参数 VI.Cmw~S U?EXPi6 1Z 1. 仿真任务:Czerny-Turner干涉仪 )H&ZHaO,_ 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。 T6\d]
semTAoqH
DH.CAV j3[kG# 2. 系统参数 hl,x|.f}4Y V)ITk\ 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。 }G"bD8+ &7eN
EA
<4I`|D3@ $6d5W=u$H 3. 说明:平面波(参考) `*B6T7p1 6hHMxS^o 采用单色平面光源用于计算和测试。 =vL
>&$ #5X+.!L
5K=>x< @2+'s;mUV 4. 说明:双线钠灯光源 Krr51`hZH o%$R`; O81'i2MJ9 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。 <JW%h :\t 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)。 /5?tXH" 由于低气压灯的扩展发射区域,钠灯可视为平面波。 u\f QaQV $7p0<<Nck
HUel j<h0`v 5. 说明:抛物反射镜 D% 2S! _V3}F1?W :6Gf@Z&+ 利用抛物面反射镜以避免球差。 mzf^`/NO 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。 d 0:;IUG 4v`;D,dIu
P[H 4Yp ^KQZ;[B
}50s\H._C ~Vc`AcWP 6. 说明:闪耀光栅 0 R>!jw 6Zv-kG mC'<Ov<eJ 采用衍射元件用于分离所研究光源的光谱波长。 |gfG\fL3V 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 +rKV*XX@ &E-q(3-
M[0NB2`Wp Na+3aM%%
rW*[sLl3 D<T:UJ 7. Czerny-Turner 测量原理 X6r3$2! 0 l+Jq 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。 6N/6WrQEeg y`pgJO
N\fj[?f[ 5W09>C>OC es\Fn#?O 8. 光栅衍射效率 zTw<9 Nf 2
yRUw VD+v\X_ 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。 p }3$7CR/ 因此,每一个波长的效率可视为独立的。 )1!0'j99. 3个不同波长的不用的衍射效率的归一化强度:(可被测量系统的计算视为如此) -CTLQyj) (:RYd6i c+
aTO" file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_01_Diffraction_Efficiency.lpd b\UE+\a& kXOc) 9. Czerny-Turner系统的光路图设置 Lv>O BHD R'^J#"[
-.5R.~@ /LLo7" 由于VirtualLab的相对位置系统,只设置了沿Z轴方向的距离。 g2YE^EKU~ ,9$| "e& 10. Czerny-Turner 系统的3D视图 /'bX}H(dq l(8@?t^;
*EFuK8 ; j 5 bHzcv 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)。 }eSrJgF4M 不仅如此,距离减到0.1倍是为了提高视图的可观察性。 <9S 5 $?DEO[p. 应用示例详细内容 j/1f|x `KieN/d% 仿真&结果 Q3[nS(#Z/= /#[mV(k 1. 结果:利用光线追迹分析 @u:q#b 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ?2K~']\S 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 UW{C`^?=B -v9x tNg
}wC=p>zA ~NIqO4 D file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_02_RT.lpd af&P;#U 7s0pH+ 2. 结果:通过虚拟屏的扫描 }5}#QHF 通过将光栅倾斜合适的角度以选择被探测的波长 (可通过光栅方程计算该角度)。 U[hokwZ 采用VirtualLab中的参数耦合功能连接波长和光栅的倾斜角度, LRSt >;
M J$S*QCo 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。 ,hCbx#h 5-:H
}&^1")2t animation: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_VIS_Scan.bms dlwOmO'Bm) =h/61Bl3 3. 衍射效率的评估 27Vx<W 为选择合适的仿真引擎,必须考虑孔径衍射效应的影响。 zG<>-?q~' m[hHaX
,8stEp9~h] 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。 Wli!s~c5Fo file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_Diffraction_Effects.lpd SfPtG '_" S/X+v 4. 结果:衍射级次的重叠 CUj$ <ay= 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。 GYV%RD # 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)。 xiF}{25a 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。 xj JoWB 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) G~/*!?&z 光栅方程: [>lQiX fbkAu !)(To f+2mX"Z[F ~l*[=0} 5. 结果:光谱分辨率 [o.#$( 9!6u Yf+
BfQ#5 file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_06_Resolution.run Q;kl-upn~8 '
?EG+o8 6. 结果:分辨钠的双波段 hfs QAa 应用所建立单色仪分辨钠的双波段特性。 _$KkSMA~_ ZpZoOdjslV
iN2591S x#t?` 设置的光谱仪可以分辨双波长。 *]ME]2qP y 48zsm{ file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_07_Sodium.run e?; UFeQ%oRa8 7. 总结 rWJKK 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 ,n$HTWa@0 1. 仿真 M+7jJ?n 以光线追迹对单色仪核校。 u89Q2\z~"M 2. 研究 dDl_Pyg4K 应用经典场追迹和几何场追迹+引擎对系统的性能进行研究。系统分析中包括采用傅里叶模态法进行光栅效率的严格分析。 35YDP|XZb 3. 应用 TIn o"tc3 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 vSk1/ 可以通过使用VirtualLab对复杂的光谱系统,比如Czerny-Turner进行详尽的研究。 S~GS:E# 扩展阅读 W&2r{kCsQ 1. 扩展阅读 2 y&k 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 h-\+# .YP ;B;wU.Y" 开始视频 Z;6?,5OSc - 光路图介绍 TZarI-A - 参数运行介绍 isz-MP$:K5 - 参数优化介绍 y>ePCDR3 其他测量系统示例: s_U--y.2r( - 马赫泽德干涉仪(MSY.0001) K^%ONultv - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) 2=X.$&a
|