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2023-09-26 16:23 |
Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)光譜儀——理論依據(jù)
光譜學(xué)是一種無(wú)創(chuàng)性技術(shù)，是研究組織、等離子體和材料的最強(qiáng)大工具之一。本文介紹了如何利用近軸元件建立透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀模型，使用OpticStudio的多重結(jié)構(gòu)( Multiple Configurations )、評(píng)價(jià)函數(shù) ( Merit Functions )和ZPL宏等先進(jìn)功能完成了從所需指標(biāo)參數(shù)到性能評(píng)估的設(shè)計(jì)過(guò)程。（聯(lián)系我們獲取文章附件） )"f
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簡(jiǎn)介 W$U0[^1
光譜儀是測(cè)量光強(qiáng)與波長(zhǎng)的函數(shù)關(guān)系的儀器。光譜儀有各種各樣的通用設(shè)置。本文介紹了透鏡—光柵—透鏡(LGL)光譜儀。在OpticStudio中完成對(duì)光譜儀的設(shè)置后，對(duì)其關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行確定和討論。 Om{l>24i.\
LGL光譜儀的基本設(shè)置 6sIL.S~c)
LGL光譜儀的基本設(shè)置如下： 3nT
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多色光通過(guò)入射針孔進(jìn)入光譜儀，從而產(chǎn)生發(fā)散光束。然后，使用準(zhǔn)直透鏡生成平行光線。后面的透射式衍射光柵是光譜儀的核心元件，它可以根據(jù)光束的波長(zhǎng)（即顏色）改變光束的方向。最后，聚焦透鏡將光束會(huì)聚在探測(cè)器上。每種波長(zhǎng)的光線會(huì)聚在探測(cè)器上不同的位置，通過(guò)將測(cè)量到的強(qiáng)度作為探測(cè)器上位置的函數(shù)，可以得到光線的光譜。 lo% ;aK
第一種方法，在OpticStudio中使用近軸元件對(duì)該設(shè)置進(jìn)行建模。這樣做可以忽略像差和優(yōu)化問(wèn)題，這些問(wèn)題在文章 “如何構(gòu)建光譜儀——實(shí)際應(yīng)用”中討論。另一方面，LGL光譜儀適用于理解光譜儀的基本物理概念及其分辨率。 PH"hn ]
在OpticStudio中建立近軸LGL光譜儀模型 N#lDW~e'
系統(tǒng)設(shè)置 XwV'Ha
首先，在系統(tǒng)選項(xiàng) ( System Explorer ) 中設(shè)置系統(tǒng)的基本參數(shù)。按照下圖設(shè)置入瞳直徑 ( Entrance Pupil Diameter ) （稍后將看到孔徑如何影響光譜儀的性能）： `V)Z )uN{0
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[attachment=120625] s9dO,FMs0t
在此光譜儀中，要分析波長(zhǎng)范圍為：λmin=400 nm到 λmax = 700 nm的可見(jiàn)光，波長(zhǎng)帶寬為：Δλ= 300 nm。因此，設(shè)置三個(gè)波長(zhǎng)，其中兩個(gè)波長(zhǎng)處于光譜的邊緣，中心波長(zhǎng)為：λ0 =550 nm，后者為主波長(zhǎng)： J=.`wZQkS
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