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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。 TmftEw>u d
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Cse`MP ab2Cn|F 建模任务 ! [1aP, *k; bkd4x 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。 P7zUf +TA~RCd
@[?ZwzY:9 vf@j d}? 光源 !W8=\:D[ • 基模高斯光束 kaQNcMcq • 小发散度(半角div. 0.005 deg) 64#Ri!RR} • 波长 488 nm n{<}<SVY +ctU7
rVy Littrow配置 i!8"T# {]8|\CcY? • 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。 OI6Mx$ *xpn-hCp< • 空气中反射的光栅方程: CJCxL\ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 0&fO)de96 ,j`48S@ • 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: YkMFU'?[ +D4m@O • 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): P (7Q8i' DiOd!8Y
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!~%DR~^` 系统构建模块-光源和组件 &n_f.oUc dmXfz D LTzdg >\oJ %X.g+uu 使用参数耦合 xg7KU& C P&u xR%NiYNQz r<n:o7 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。 w{dRf!b69 Y DHP-0? 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。 K-\wx5#l/ cf$
hIB)Oi ~7KH/%Z- N9#xT X 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Z}0xK6 ezL1,GT 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。 '"\n,3h b\H&E{Gn|x XC~"T6F :ChXzZ 1阶反射探测器的定位(R1) 5NN;Fw+ S .x>w/ R1探测器定位步骤: '6){~ee
S dL+yd0b* 绕y轴旋转-2θ R\&z3<-S
DMsqTB` 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 gI2'[OU v9r.w-
$'5rS$]a/ :7.k E 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 z7:*
,X tw<Oy^i p6BDhT(RS i ?M-~EKu Tq)hAZ 位置自动配置 <Fx%P:d +2eri_p 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。 bfncO[Q,? gfIS
c u";rnj 物理光学模拟结果(归一化) Da8gOZ wzxV)1jT 6la'\l# %B#T"=Cx 物理光学仿真结果 `p* 43nV 2p;I<C:Eo #T>?g5I ;P ju O VirtualLab融合技术 z^tzP~nI DMDtry?1: ]ke9ipj]: xq,ql@7
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