-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-04-02
- 在线时间1761小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
测量系统(MSY.0003 v1.1) g8&& W_BI 7b-[# g 应用示例简述 .Jg<H %%f 4IB`7QJq 1.系统说明 `|"o\Bg< .Wp(@l'Hd 光源 }*%=C!m4R! — 平面波(单色)用作参考光源 C"`\[F`.k — 钠灯(具有钠的双重特性) ^t<L 组件 5>CeFy — 光阑(狭缝),抛物面反射镜,闪耀光栅 RT'5i$q[ 探测器 v,N!cp1 — 功率 kO^ — 视觉评估 i=>`=. ~ 建模/设计 rGt]YG#C — 光线追迹:初始系统概览 ?wmu0rR — 几何场追迹+(GFT+): ZJGIib 窄带单色仪系统的仿真 R6>*n!*D@ 为分辨特定光谱曲线进行整个光谱的高分辨率分析 [a$1{[|) L{&1w 2.系统说明 hHcevSr _}']h^@Z
d/*EuJYin< HlkjyD8 3.系统参数 r
z@%rOWV tVX|e2Y
cMy?& l,A\]QDvl ]k1N-/ 4.建模/设计结果 _3f/lG?&- F/A)2 H_ WRAv>s9 kaEu\@%n 总结 /Z#AHfKF n],cs 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 l<sWM$ez 1. 仿真 ^( C,LVP< 以光线追迹对单色仪核校。 ko!aX;K 2. 研究 {"|GV~ 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。 /n,a0U/ 3. 应用 biffBC:q 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性 P:XX8 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。 r[j@@[)" T%}x%9VO7 应用示例详细内容 ,<OS:] 系统参数 GWj !n ^MT20pL 1. 仿真任务:Czerny-Turner干涉仪 .:;q8FL/ 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。 Pm24;' a,M/i&.e`
]Qx-f*
D6 F>@z&a}( 2. 系统参数 S |@
Y ! dwzk+@]8 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。 u8y('\( ?0s&Kz4B
)@.ODW;` 0b,{4DOD 3. 说明:平面波(参考) Gn10)Uf8X .N#grk)C 采用单色平面光源用于计算和测试。 FEA/}*2F +w@/$datI
k}{K7,DM =&U7:u 4. 说明:双线钠灯光源 VD=F{|^ _j_c& VK4" 为了增强光谱仪的光谱分辨率,对钠灯的双波长特性进行研究。 ~BI! l 双波长通过旋转轨道的相互作用分离,表现为具有515GHz频率差异(波长差为0.6nm)。 y=}a55:qE 由于低气压灯的扩展发射区域,钠灯可视为平面波。 #xrE^Txh (W`=`]!
D4GXZX8K cXOb= 5. 说明:抛物反射镜 )#cGePA 'DH_ihZ Dw2$#d 利用抛物面反射镜以避免球差。 =(5}0}j 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。 qSL~A- C1~Ro9si
TUO#6 !r0 z3^*N
cFG%Ew@ opxPK=kJ 6. 说明:闪耀光栅 SRk-3 : kI$X~s$r s0'Xih sw6 采用衍射元件用于分离所研究光源的光谱波长。 \6Hu&WHy 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 }*0*8~Q'5 gB#$"mq,
zd[cp@ TWQ{,
B
V6
,59 r|7 hm:F) 7. Czerny-Turner 测量原理 UBy:W^\g iW<B1'dp 通过光栅倾斜角的变化,入瞳的像可经过探测器孔径进行扫描。探测器可以评估光入射的能量。 /F @a@m| D&&11Iz&
R:DW>LB 6~Xe$fP( E|^~R}z) 8. 光栅衍射效率 nbz?D_ ~4~>;e mh`VZQ@ 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。 -n$fh::^ 因此,每一个波长的效率可视为独立的。 0IjQqI 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) =u`^QE Y3I+TI>x -T-h~5 file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_01_Diffraction_Efficiency.lpd o%A@
OY WAcQRa~C 9. Czerny-Turner系统的光路图设置 M3dNG]3E G@QZmuj&KH
Tp/+{|~ $
V"7UA22 由于VirtualLab的相对位置系统,只设置了沿Z轴方向的距离。 EGyQhZ mO "n@=.x 10. Czerny-Turner 系统的3D视图 l*yJU3PW /CN^">|_
%@jv\J
} Pc6_# 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)。 {*%'vVv+ 不仅如此,距离减到0.1倍是为了提高视图的可观察性。 vg1p{^N! 52#@.Qa 应用示例详细内容 Ye_)~,{,p }3!.e 仿真&结果 b9([)8 4o2C=?@( 1. 结果:利用光线追迹分析 ghiFI<)VY 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %+9Mr ami 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。 '&}B"1 @[S\ FjI
|&TRN1
D|n`9yv a file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_02_RT.lpd /Et:',D >g6:{-b^a 2. 结果:通过虚拟屏的扫描 =GjxqIv 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)。 ~>ACMO 采用VirtualLab中的参数耦合功能连接波长和光栅的倾斜角度, P Z;O
pp /\_ s 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。 j=d@Ih* *Ta*0Fr=9|
,.fGZ4 animation: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_VIS_Scan.bms gKS0!U M(S:&GOU 3. 衍射效率的评估 mi3 yiR 为选择合适的仿真引擎,必须考虑孔径衍射效应的影响。 nK6{_Y> j4Cad
|k+Y >I& 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。 y)!K@ file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_03_Diffraction_Effects.lpd K$\]\qG6 4>>d
"<}C 4. 结果:衍射级次的重叠 qMz0R\4 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。 V5RfxWtm: 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)。 6P!M+PO 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。 (Y!@,rKd 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^?4Za 光栅方程: Ssr
P vh+IhGi }}l04kN_ ?
S>"yAoe t8 #&bUX 5. 结果:光谱分辨率 #IyxH$ rRL:]%POT
&B7X LO[ file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_06_Resolution.run HkEfBQmh {cKKTDN 6. 结果:分辨钠的双波段
!5Kv9P79 应用所建立单色仪分辨钠的双波段特性。 4 ?,N;Q hIC$4lR~
a%sr*` PSNrY e 设置的光谱仪可以分辨双波长。 S!k cC-7 NS;,(v{*N file used: MSY.0003_Czerny-Turner_Mono_07_Sodium.run SV}I+O_w sUcx;<|BC 7. 总结 uJm9h(xq 模拟并分析了Czerny-Turner单色仪及并将其用于光谱研究中。 c63DuHA*C 1. 仿真 zVYX#- nv 以光线追迹对单色仪核校。 )avli@W-3j 2. 研究 DnP>ed"M! 应用经典场追迹和几何场追迹+引擎对系统的性能进行研究。系统分析中包括采用傅里叶模态法进行光栅效率的严格分析。 HkD6aJ:kA! 3. 应用 gyJ$Jp 应用真实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性
=h\,-8 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。 @]t} bF] 扩展阅读 )&<BQIv9/ 1. 扩展阅读 JVFn=Mw 以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Qq(/TA0$- 6+e@)[l.zc 开始视频 $3|++? - 光路图介绍 1p<m>s=D=e - 参数运行介绍 I8)x0)Lx - 参数优化介绍 >Q#_<IcI 其他测量系统示例: r'uD|T H - 马赫泽德干涉仪(MSY.0001) 1j
"/}0fx - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) |[;9$Vn
|