亚洲AV日韩AV无码污污网站_亚洲欧美国产精品久久久久久久_欧美日韩一区二区视频不卡_丰满无码人妻束缚无码区_久爱WWW成人网免费视频

切換到寬版
  • 廣告投放
  • 稿件投遞
  • 繁體中文
    • 2444閱讀
    • 1回復(fù)

    [分享]FRED運(yùn)用:傅里葉變換光譜儀 [復(fù)制鏈接]

    上一主題 下一主題
    離線xunjigd
     
    發(fā)帖
    952
    光幣
    9
    光券
    0
    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2016-07-27
    簡介 qu%}b>  
    J=6( 4>  
    傅里葉變換光譜儀(FTS)是利用干涉儀與一個(gè)平移反射鏡來產(chǎn)生干涉圖樣的光學(xué)儀器。干涉圖的傅里葉變換提供了光源的頻譜。由于FTS提高了測量速度、分辨率的提升和簡潔的機(jī)械結(jié)構(gòu)性[1],F(xiàn)TS方法通常優(yōu)于單色儀。在FRED中模擬FTS并不復(fù)雜。在本案例中,在FRED中將會(huì)使用一個(gè)嵌入式腳本來創(chuàng)建和運(yùn)行FTS模型。將會(huì)使用該模型分析三種不同的光譜。 $3]]<oH  
    Y(B3M=j  
    在FRED中建立光譜儀 Wgb L9'}B  
    `l0"4 [?  
    為了簡化過程,使用一個(gè)理想的點(diǎn)光源、理想的透鏡和理想的分束表面(圖1)。詳細(xì)的擴(kuò)展光源、真實(shí)的鏡頭、分束器或線柵分束器可以納入其中使之用于更加實(shí)際的分析。 A.cNOous|  
    OE=.@Ry"  
    圖1 簡單的傅里葉變換光譜儀模型,由一個(gè)點(diǎn)光源、理想透鏡和具有可移動(dòng)反射鏡的邁克爾遜干涉儀組成。來自光源的準(zhǔn)直光束被送入到50/50的分束器上。反射光傳播到一個(gè)固定的反射鏡(綠色),透射光傳播到一個(gè)平移反射鏡(藍(lán)色)。來自兩個(gè)路徑的光經(jīng)過分束器后重新組合,收集到的能量在(黑色)探測器處測量。
    OBL2W\{  
    FRED模型的第一步是創(chuàng)建一個(gè)相干的點(diǎn)光源對(duì)象。接著,創(chuàng)建一個(gè)光譜并分配給光源。光譜可以從文本文件導(dǎo)入、圖片的數(shù)字化取樣或者由特定的函數(shù)(高斯或黑體)計(jì)算得到。使用FRED“l(fā)ens Module”表面類型構(gòu)成的“自定義元件”對(duì)象,可以創(chuàng)建理想透鏡,透鏡位于距離點(diǎn)光源10mm處。“l(fā)ens Module”表面具有10mm的焦距和5mm的半孔徑。接下來,使用與準(zhǔn)直光束成45度角的平面表面創(chuàng)建理想分束表面。創(chuàng)建了自定義“50/50”分束涂層(圖2)并應(yīng)用到該表面。 Ni>!b6 Z`[  
    ~_a$5Y  
    0+Z?9$a1  
    圖2 自定義50/50分束涂層規(guī)格。如果指定一個(gè)單一波長,則涂層將同樣適用于光源的所有波長。
    M`p[ Zq  
    系統(tǒng)中的兩個(gè)反射鏡是通過兩個(gè)FRED的“Mirror”對(duì)象,它們都具有“反射”涂層和“反射所有”光線追跡控件。每個(gè)反射鏡位于距離分束器20mm處,一個(gè)在+y方向上平移,另一個(gè)在+z方向上。最后,在垂直于分束器的組合光束方向上,添加一個(gè)吸收表面和對(duì)應(yīng)的分析面,模型就完成了。 6)yi^v  
    2:G/Oj h&]  
    運(yùn)行光譜儀重現(xiàn)光源光譜 q aG8:  
    p(. z#o#  
    在初始結(jié)構(gòu)中,干涉儀兩光束路徑具有相同的路徑長度,即光程差(OPD)為零。為了收集光源的光譜信息,一個(gè)反射鏡必須移動(dòng)一些距離來改變OPD。在反射鏡的移動(dòng)的每一步中,落到探測器上的功率將會(huì)被收集。由此產(chǎn)生的探測器功率和OPD的圖像,稱為干涉圖,并將會(huì)經(jīng)過一個(gè)快速傅里葉變換(FFT)來確定光源功率和光空間頻率。為了自動(dòng)運(yùn)行這一過程,可以創(chuàng)建一個(gè)嵌入式腳本(寫在FRED內(nèi)置BASIC中)來移動(dòng)反射鏡和收集探測器的值。 dfT  
    uU/'oZ?  
    在下面的例子中,平移反射鏡用1024步移動(dòng)了總距離為0.04mm。由于FFT算法的緣故,步數(shù)必須為2的冪次。分辨率越高,產(chǎn)生的頻譜越準(zhǔn)確。低分辨率的反射鏡掃描會(huì)有干涉圖欠采樣的風(fēng)險(xiǎn)。欠采樣的干涉圖會(huì)導(dǎo)致FFT中的低頻混淆。光譜作為“均勻間隔、根據(jù)光譜加權(quán)”分配給光源,充分的采樣光譜同樣重要。在這個(gè)例子中,使用的波長采樣的最大數(shù)目為256。欠采樣的光源光譜在重現(xiàn)的光譜中會(huì)產(chǎn)生余弦條紋。 -8Hv3J'=  
    #+L:V&QE  
    例1:單波長光源 pvhN.z  
    2 2@w:  
    給定光源1.5μm的單一波長。該波長對(duì)應(yīng)666.7(1/mm)的空間頻率。單波長的干涉圖是一個(gè)簡單的余弦函數(shù)。(圖3) _*++xF1  
    #=,c8" O  
    6cX Z3;a  
    圖3 由FTS獲得的單波長光源光譜。左上:繪制的初始光源光譜vs.波長(μm)。右上:探測器功率vs. OPD的干涉圖。左下:重現(xiàn)光源光譜vs.空間頻率(1/mm)。右下:重現(xiàn)光源光譜vs波長(μm)。
    z[WdJN{  
    例2:高斯光譜 D[dI_|59a  
    m1Xc3=Y  
    光源給定為高斯光譜,具有0.555μm的中心波長和0.0589μm的半極大半寬。中心波長對(duì)應(yīng)于1801.8(1/mm)的空間頻率。注意到重現(xiàn)的光譜具有明顯的不對(duì)稱性(圖4)。這是因?yàn)楣庾V是波長的高斯函數(shù),空間頻率是波長的倒數(shù)。較短的空間頻率間隔對(duì)應(yīng)于較大的波長范圍;因此,重現(xiàn)的頻譜的左半將出現(xiàn)更多的壓縮(圖4)。 l7#2 e ORm  
    jIck!  
    圖4 由FTS獲得的高斯光源光譜。左上:初始光源光譜vs.波長(μm)。右上:探測器功率vs OPD的干涉圖。左下:重現(xiàn)光源光譜vs.空間頻率(1/mm)。右下:重現(xiàn)光源光譜vs波長(μm)。 MG vp6/Pd  
    v(;n|=O  
    例3:白光LED光譜 sp6A* mwl  
    <&l@ ):a  
    給定光源一個(gè)白色熒光LED的光譜特性。該光譜在波長= 0.45μm處有一個(gè)尖峰,在波長= 0.65μm處有一個(gè)寬峰。藍(lán)色峰對(duì)應(yīng)于2222.2(1/mm)的空間頻率。紅色峰對(duì)應(yīng)于1538.5(1/mm)的空間頻率。注意重現(xiàn)的光譜形狀被水平翻轉(zhuǎn)(圖5)。這是因?yàn)楣庾V是波長的函數(shù),空間頻率是波長的倒數(shù)。另外,相對(duì)于原光譜的紅色峰,重現(xiàn)的光譜顯示出更高的低空間頻率值。這是因?yàn)榈涂臻g頻率的間隔對(duì)應(yīng)于一個(gè)較大的波長范圍,在這些空間頻率處,更多的光功率將被收集。 q9(Z9$a(\  
    DFp">1@`PR  
    +LF`ZXe8l  
    圖5 由FTS獲得的白色LED光源光譜。左上:初始光源光譜vs.波長(μm)。右上:探測器功率vs. OPD的干涉圖。左下:重現(xiàn)光源光譜vs空間頻率(1/mm)。右下:重現(xiàn)光源光譜vs.波長(μm)。
    LoW}!,|  
    [1] “Introduction to Fourier Transform Infrared Spectrometry.” Thermo Nicolet Corporation. 2001. Accessed December 8, 2015. http://mmrc.caltech.edu/FTIR/FTIRintro.pdf
     
    分享到
    離線puppeyt
    發(fā)帖
    51
    光幣
    0
    光券
    0
    只看該作者 1樓 發(fā)表于: 2019-12-19
    仿真可以用別的一些軟件嗎