Czerny-Turner型光栅光谱仪的虚拟仿真

发布时间：2021-06-09 18:42

　　针对Czerny-Turner型光栅光谱仪的光学系统的虚拟仿真实验提出了设计方案.利用计算机模拟软件COMSOL对光谱仪的光学系统进行建模,实现了入射狭缝宽度与光栅常量对光谱仪分辨率影响的数值模拟.学生通过该仿真实验可理解Czerny-Turner型光栅光谱仪的光学结构、工作原理及光谱学的基础知识. 

【文章来源】：物理实验. 2020,40(11)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

Czerny-Turner型光栅光谱仪的结构示意图

Czerny-Turner型光栅光谱仪的三维几何结构如图2所示．初步设置的几何参量沿光传播的路径依次为：入射狭缝的尺寸1mm×15mm；准直镜尺寸15 mm×20 mm×3 mm、曲率半径为100mm，倾斜角11°；光栅尺寸15mm×20mm×3mm，刻线数600mm-1，倾斜角28.76°；成像物镜尺寸30 mm×20 mm×3 mm，曲率半径130mm，倾斜角77°；光谱探测器尺寸30 mm×20mm×3mm，像数数N=1×3 648，像元尺寸8μm，倾斜角6.76°，光谱探测器采用线阵CCD.2）输入材料参量

建模后，利用光线追迹法计算空间内光线传播轨迹．结果如图3所示，图中表示了入射的低压汞灯光源在光谱仪中的传播轨迹．颜色条为波长的大小变化．由于受仪器分辨率限制，波长间隔较小的几条谱线404.657nm与407.784nm，以及576.960nm与579.066nm无法有效区分．通过选择合适的光谱仪结构参量，使得只有+1级衍射光谱可以到达CCD，其他级次的光谱传播情况如图4所示．

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于法布里-珀罗干涉仪的激光谱线特性测量研究[J]. 王彬宇,王南朝,刘崇,刘东.  物理实验. 2019(08)
[2]基于光栅光谱仪的2个拓展实验[J]. 胡岚,王春梅,沈国土.  物理实验. 2018(S1)
[3]基于虚拟仿真实验的创新能力培养[J]. 洪澜,蔡修奋,李佼洋,蔡志岗.  物理实验. 2018(09)
[4]实验教学用简易光谱仪的研制[J]. 龙勇机,田毓琛,刘文军,孙正和.  物理实验. 2018(02)
[5]虚拟现实技术发展对高校实验教学改革的影响与应对策略[J]. 高东锋,王森.  中国高教研究. 2016(10)
[6]基于分光计的光栅光谱特性研究[J]. 赵永潜,张亚萍,许广建,何伟林,刘钊良.  大学物理实验. 2016(04)
[7]斜入射时光栅衍射特性的理论分析及实验研究[J]. 徐美嘉,王海林,谭伟石.  大学物理实验. 2014(04)
[8]实验教学用热释光光谱仪的设计[J]. 石小丽,朱睿,黄彦林.  实验科学与技术. 2012(03)
[9]微硅狭缝紫外-可见光谱仪杂散光的产生与抑制[J]. 黎海文,郝鹏,吴一辉.  光学精密工程. 2011(04)
[10]基于光栅衍射的实验分析[J]. 马雪梅,张卫平,黄创高,黄宇阳,韦文楼.  大学物理实验. 2010(04)



本文编号：3221116