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Czerny-Turner单色仪&光谱仪的仿真
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infotek
2020-11-19 09:26
Czerny-Turner单色仪&光谱仪的仿真
测量系统(MSY.0003 v1.1)
2KU[Yd
BX?Si1c
应用示例简述
'<O& :
awUIYAgJ3
1.系统说明
+'l@t bP
Ha<(~qf
光源
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— 平面波(单色)用作参考光源
\;~>AL*
— 钠灯(具有钠的双重特性)
%*,'&S
组件
Ma$b(4dB
— 光阑(狭缝),抛物面反射镜,闪耀光栅
F"_SCA?9?
探测器
~FJd{$2x`
— 功率
>R6Me*VR
— 视觉评估
*5 5yF`
建模/设计
yZKj>P1
— 光线追迹:初始系统概览
@?z*: 7a
— 几何场追迹+(GFT+):
) Limt<S
窄带单色仪系统的仿真
tH$Z_(5
为分辨特定光谱曲线进行整个光谱的高分辨率分析
N(Cfv3{
,+f'%)s_x
2.系统说明
|<OZa;c+
t6j|q nfw
* @dqAr %
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3.系统参数
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{'JoVJKv
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4.建模/设计结果
Q\}5q3
Vg0Rc t
8uNq353
r'"H8>UZ%
总结
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模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。
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1. 仿真
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以光线追迹对单色仪核校。
-(P"+g3T
2. 研究
C"K(-/
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。
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3. 应用
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应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性
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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。
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应用示例详细内容
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系统参数
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1. 仿真任务:Czerny-Turner干涉仪
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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。
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2. 系统参数
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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。
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[WW3'= e^
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3. 说明:平面波(参考)
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采用单色平面光源用于计算和测试。
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yP.,Dh s
)ERmSWq/u
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4. 说明:双线钠灯光源
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'GcN9D
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。
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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)。
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由于低气压灯的扩展发射区域,钠灯可视为平面波。
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5. 说明:抛物反射镜
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_P,3~ ;
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利用抛物面反射镜以避免球差。
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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。
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Vh=10Et
6. 说明:闪耀光栅
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采用衍射元件用于分离所研究光源的光谱波长。
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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
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7. Czerny-Turner 测量原理
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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。
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8. 光栅衍射效率
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!N"Y
Ynxzkm S
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。
` b$u w
因此,每一个波长的效率可视为独立的。
0*y|k1
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)
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?R#?=<VkG
fC|NK+Xd`
file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_01_Diffraction_Efficiency.lpd
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9. Czerny-Turner系统的光路图设置
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xZ84q'i"
Fm-D>PR
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由于VirtualLab的相对位置系统,只设置了沿Z轴方向的距离。
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Aq3.%,X2H
10. Czerny-Turner 系统的3D视图
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sR;^7(f!m
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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)。
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