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Littrow结构是单色器、光谱仪和谐振器中一种非常常用的定向闪耀光栅的方法,其目的是在衍射角等于入射角的情况下获得最高效率。显然,这种类型的系统对不同元件的位置非常敏感,此外,这些最佳位置十分依赖波长和光栅的周期。我们在这里提供了一个根据Littrow配置的光学装置,而且,通过一些编程,即使在波长或光栅周期的变化下,也能保持这些最佳位置。 DgJG: D{ fnZa IV=H
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R5p z_Nw%V4kr 建模任务 LC!ZeW35 -y@5% _- VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 yf2I%\p} Ar+<n 2;[
HjX!a29Wf v(HCnC 光源 dHcGe{T^( • 基模高斯光束 liYR8 D
| • 小发散度(半角div. 0.005 deg) QO'=O}e • 波长 488 nm Y|s?9'z vYYLn9}5 Littrow配置 U?MKZL7 0.& B • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 $U uSrX& @.4e^Km • 空气中反射的光栅方程: \F|L y >g 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 Jkc1ih`^ ,| \62B` • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: ' O\me G(4*e! aZ0 • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): E!a5-SrR JD\:bI
A.mIqu,:
qU'O4TWZ 系统构建模块-光源和组件 p'`SYEY@Z G8JwY\ O_PKS$sz{ &DqeO8?Q 使用参数耦合 G4jaHpPi UUxDW3K R!v ?d2 1I#S?RSb 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 yM3]<~m l_GsQ0 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 7VP[U, R+c
{Pl ` "Gd/ 'xO^2m+N; 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 c8o$WyO qR
WWG& 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 D@Zb|EI%< EW* 's( Q%xvS,oI -L9I;]:KY 1阶反射探测器的定位(R1) iU5Aj:U3 \#bk$R@ R1探测器定位步骤: fbbk;Rq.'3 i;1EXM 绕y轴旋转-2θ %"R|tlG
=h~\nTN 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 9d7$Fz# ^#H%LLt
w$JG:y# sW#}QYd 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 [:HT=LX3 FW)G5^Tf 3^>D | 0]dL;~0y. `Gl@?9,i 位置自动配置 =] R_6# a95QDz 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 UB3b t3TnqA
oG! S(95 物理光学模拟结果(归一化) #+2|ZfCn% /f!CX|U Td&w
~-+lZ4} 物理光学仿真结果 l
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