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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。 "IB)=Hc Mc{1Cdj
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IW;Cv eZf-i1lJ 建模任务 G&:YgwG 9t;aJFI 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。 Lw-)ijBW EjvxfqPv
hcM 0?= e}aD<EG 光源 L(}T-.,Slr • 基模高斯光束 T|oz_c\e • 小发散度(半角div. 0.005 deg) TN` pai0 • 波长 488 nm E-&=I> B5 F4d L{0;j Littrow配置 -rU *)0PR y8
`H*s@ • 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。 Cm>8r5LG U4M!RdG • 空气中反射的光栅方程: t?{E_70W 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 ~/
"aD G+}|gG8 • 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: fz,8 < Z+Z`J;
, • 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): 8`'_ckIgr ~vG~Z*F
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!MQo=k 系统构建模块-光源和组件 ^D/*Hp _ oDA1#- ]Kil/Y @lBR;B" 使用参数耦合 dH?;!sJ -`#L rO;n M="%NxuS %-H 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。 G8eAj%88 )%WS(S>8 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。 v;{s@CM m GT2;o Qz[~{-< JF!!)6!2# 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 N',]WZ} Rnun() plJ 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。 Ij/c@#q. P4ot,Q4 c tTbvXP =<R77rnY& 1阶反射探测器的定位(R1) ejD;lvf :^! wQ""
R1探测器定位步骤: rVFAwbR qDNqd 绕y轴旋转-2θ t~Ds)
980[]&( 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 2"JIlS;J}7 b8Y1 .y"#
lbTz !dSY?1>U< 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 A]ciox$AjW ]D%D:>9|/ ;. /Tv84I^ xOPSw|!w 0t6s20*q 位置自动配置 $OmcEd 0.bmVN< 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 cM.q^{d` W!V06.
NuW9.6$Jrf 物理光学模拟结果(归一化) \Qz>us=G NTls64AS. .K;*uq:0 3-~_F*%ST 物理光学仿真结果 phEM1",4T Y#3m|b45n );7csh% FHqa|4Ie VirtualLab融合技术 q1`uS^3` +#,t ,k+jx53XV Oa
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