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VirtualLab Fusion應(yīng)用：Herriott池的建模與仿真

摘要

 

在氣體光譜學(xué)中，為了獲得足夠靈敏的吸收測(cè)量，通常要求具有較長(zhǎng)的光程長(zhǎng)度。充氣體積包裹在反射鏡之間的多通道單元是滿(mǎn)足這一要求的一種方式，同時(shí)在途中控制光束發(fā)散，避免了對(duì)超大設(shè)備的需求。Herriott單元是這種系統(tǒng)的一個(gè)例子，其特點(diǎn)是使用兩個(gè)球面反射鏡，在其中一個(gè)球面反射鏡上鉆一個(gè)離軸孔，以允許光束進(jìn)出。鏡子的曲率改變了光束的方向并控制了它的發(fā)散。在此用例中，我們用光學(xué)建模和設(shè)計(jì)軟件VirtualLab Fusion研究了Herriott單元的模擬。

 

任務(wù)描述

*參數(shù)來(lái)自：

Old, J. G., K. L. Gentili, and E. R. Peck. "Dispersion of carbon dioxide." JOSA 61.1 (1971): 89-90.

Wei, Peng-Sheng, et al. "Absorption coefficient of carbon dioxide across atmospheric troposphere layer." Heliyon 4.10 (2018): e00785.
 

建模技術(shù)的單平臺(tái)互操作性

當(dāng)光束在復(fù)雜的系統(tǒng)中傳播時(shí)，每個(gè)光束都與截然不同的光學(xué)元件相互作用。因此，精確的模型需要算法的無(wú)縫互操作性，以便能夠處理光束傳播過(guò)程中出現(xiàn)的所有方面：

 自由空間傳播

 單元反射鏡處的反射

 通過(guò)孔的傳播

 探測(cè)器

 

連接建模技術(shù)：自由空間傳播

 自由空間傳播

 單元反射鏡處的反射

 通過(guò)孔的傳播

 探測(cè)器

 

可用的自由空間傳播建模技術(shù)：

 

連接建模技術(shù)：反射鏡

 自由空間傳播

 單元反射鏡處的反射

 通過(guò)孔的傳播

 探測(cè)器

 

圓錐反射鏡
 

 

連接建模技術(shù)：孔

 自由空間傳播

 單元反射鏡處的反射

 通過(guò)孔的傳播

 探測(cè)器

 

孔

 

 

二氧化碳

 

 

連接建模技術(shù)：探測(cè)器

 自由空間傳播

 單元反射鏡處的反射

 通過(guò)孔的傳播

 探測(cè)器

完全靈活的探測(cè)器建模不同物理值，包括例如輻射能量密度。

 

參數(shù)耦合
 

 

模擬結(jié)果

光線(xiàn)追跡結(jié)果

 

光線(xiàn)&場(chǎng)追跡結(jié)果
 

 

場(chǎng)追跡結(jié)果（反射鏡距離為84mm）
 

 

更多內(nèi)反射
 

 

場(chǎng)追跡結(jié)果（反射鏡距離為50mm）