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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。 pEjA*6v|, ~?pF'3q
|xTf:@hgHf "Iy @PR?> 建模任务 %EuXL% B ?^F#}>C 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。 h<wF;g, ms8PFu(f
NC 0H5 NC;4 光源 %NbhR( • 基模高斯光束 S-8O9 • 小发散度(半角div. 0.005 deg) .&ynS • 波长 488 nm >mT< AQ VY'#>k}} Littrow配置 K/ q:aMq x@I@7Pvo3 • 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。 fN8|4 K%<Z"2!+ • 空气中反射的光栅方程: T|p$Ddt`+ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 rs@,<DV)u a4
g~'^uC • 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: T8.@}a $cev,OW6] • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): Q:]F* p2 !U$ %Jz
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7 [p$Z 系统构建模块-光源和组件 BCya5!uy )gNHD?4x '3wte9E/ 31 |Vb 使用参数耦合 Vkex&?>v$ AA}M"8~2 +fzZ\ S<Q6b_D 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。 J4te!, ru)%0Cyx 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。 -t
%.I=| W K#lE&V3 muQ7sJ9
r &adKKYN 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ^!|BKH8>f% tkWWR%c" 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。 K:P gkc Hux#v>e 9Dd/g7 m%q#x8Fp 1阶反射探测器的定位(R1) XH)MBr@Fz jHB,r^:' R1探测器定位步骤: Yc#o GCt Vm&fw".J 绕y轴旋转-2θ [HIg\N$I8C
Lm'Ony^F 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 #(CI/7
- 8Md*9E#J("
+(r8SnRX x!!:jL'L 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 Jx_ OT C LP_!g RKIqg4>E O" ['.b L4SFu.J' 位置自动配置 \rADwZm _}`iLA!$I 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。 R^dAwt`.D rM pb
j/wNPB/NM 物理光学模拟结果(归一化) Ik=KEOz G?=X!up( IcPIOCmOc ^#exsXy 物理光学仿真结果 K*;=^PY 1NN99^q 0?SdAF[:z !=cW+=1 VirtualLab融合技术 {:od=\*R 9+=U&* fVo)# Bj Z'WoChjM
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