針對Czerny-Turner型光柵光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)提出了設(shè)計方案.利用計算機(jī)模擬軟件COMSOL對光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行建模,實(shí)現(xiàn)了入射狹縫寬度與光柵常量對光譜儀分辨率影響的數(shù)值模擬.學(xué)生通過該仿真實(shí)驗(yàn)可理解Czerny-Turner型光柵光譜儀的光學(xué)結(jié)構(gòu)、工作原理及光譜學(xué)的基礎(chǔ)知識. 

【文章來源】：物理實(shí)驗(yàn). 2020,40(11)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

Czerny-Turner型光柵光譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖

Czerny-Turner型光柵光譜儀的三維幾何結(jié)構(gòu)如圖2所示．初步設(shè)置的幾何參量沿光傳播的路徑依次為：入射狹縫的尺寸1mm×15mm；準(zhǔn)直鏡尺寸15 mm×20 mm×3 mm、曲率半徑為100mm，傾斜角11°；光柵尺寸15mm×20mm×3mm，刻線數(shù)600mm-1，傾斜角28.76°；成像物鏡尺寸30 mm×20 mm×3 mm，曲率半徑130mm，傾斜角77°；光譜探測器尺寸30 mm×20mm×3mm，像數(shù)數(shù)N=1×3 648，像元尺寸8μm，傾斜角6.76°，光譜探測器采用線陣CCD.2）輸入材料參量

建模后，利用光線追跡法計算空間內(nèi)光線傳播軌跡．結(jié)果如圖3所示，圖中表示了入射的低壓汞燈光源在光譜儀中的傳播軌跡．顏色條為波長的大小變化．由于受儀器分辨率限制，波長間隔較小的幾條譜線404.657nm與407.784nm，以及576.960nm與579.066nm無法有效區(qū)分．通過選擇合適的光譜儀結(jié)構(gòu)參量，使得只有+1級衍射光譜可以到達(dá)CCD，其他級次的光譜傳播情況如圖4所示．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于法布里-珀羅干涉儀的激光譜線特性測量研究[J]. 王彬宇,王南朝,劉崇,劉東.  物理實(shí)驗(yàn). 2019(08)
[2]基于光柵光譜儀的2個拓展實(shí)驗(yàn)[J]. 胡嵐,王春梅,沈國土.  物理實(shí)驗(yàn). 2018(S1)
[3]基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)[J]. 洪瀾,蔡修奮,李佼洋,蔡志崗.  物理實(shí)驗(yàn). 2018(09)
[4]實(shí)驗(yàn)教學(xué)用簡易光譜儀的研制[J]. 龍勇機(jī),田毓琛,劉文軍,孫正和.  物理實(shí)驗(yàn). 2018(02)
[5]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展對高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的影響與應(yīng)對策略[J]. 高東鋒,王森.  中國高教研究. 2016(10)
[6]基于分光計的光柵光譜特性研究[J]. 趙永潛,張亞萍,許廣建,何偉林,劉釗良.  大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2016(04)
[7]斜入射時光柵衍射特性的理論分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 徐美嘉,王海林,譚偉石.  大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2014(04)
[8]實(shí)驗(yàn)教學(xué)用熱釋光光譜儀的設(shè)計[J]. 石小麗,朱睿,黃彥林.  實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2012(03)
[9]微硅狹縫紫外-可見光譜儀雜散光的產(chǎn)生與抑制[J]. 黎海文,郝鵬,吳一輝.  光學(xué)精密工程. 2011(04)
[10]基于光柵衍射的實(shí)驗(yàn)分析[J]. 馬雪梅,張衛(wèi)平,黃創(chuàng)高,黃宇陽,韋文樓.  大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2010(04)



本文編號：3221116