光谱学是一种无创性技术,是研究组织、等离子体和材料的最强大工具之一。本文介绍了如何利用近轴元件建立
透镜—光栅—透镜(LGL)
光谱仪模型,使用OpticStudio的多重结构( Multiple Configurations )、评价函数 ( Merit Functions )和ZPL宏等先进功能完成了从所需指标
参数到性能评估的设计过程。(联系我们获取文章附件)
6j@3C`Yd 简介
azKbGS/X 光谱仪是测量光强与波长的函数关系的仪器。光谱仪有各种各样的通用设置。本文介绍了透镜—光栅—透镜(LGL)光谱仪。在OpticStudio中完成对光谱仪的设置后,对其关键设计参数进行确定和讨论。
|H 0+.f; LGL光谱仪的基本设置
ST1PSuC~ LGL光谱仪的基本设置如下:
'0D2e j@$p(P$ _3DRCNvh 多色光通过入射针孔进入光谱仪,从而产生发散光束。然后,使用准直透镜生成平行
光线。后面的透射式衍射光栅是光谱仪的核心元件,它可以根据光束的波长(即颜色)改变光束的方向。最后,聚焦透镜将光束会聚在探测器上。每种波长的光线会聚在探测器上不同的位置,通过将测量到的强度作为探测器上位置的函数,可以得到光线的光谱。
&S9Sl 第一种方法,在OpticStudio中使用近轴元件对该设置进行建模。这样做可以忽略像差和
优化问题,这些问题在文章 “如何构建光谱仪——实际应用”中讨论。另一方面,LGL光谱仪适用于理解光谱仪的基本物理概念及其分辨率。
i]!CH2\ 在OpticStudio中建立近轴LGL光谱仪模型
2[: *0 DV# 系统设置
V6Ie\+@.\ 首先,在系统选项 ( System Explorer ) 中设置系统的基本参数。按照下图设置入瞳直径 ( Entrance Pupil Diameter ) (稍后将看到孔径如何影响光谱仪的性能):
IT]D; )?RR1P-ID tK{2'e6x 在此光谱仪中,要分析波长范围为:λmin=400 nm到 λmax = 700 nm的可见光,波长带宽为:Δλ= 300 nm。因此,设置三个波长,其中两个波长处于光谱的边缘,中心波长为:λ0 =550 nm,后者为主波长:
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