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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。 -&Rv=q> xTHD_?d
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D 建模任务 >ahDc!Jyu L:i&OCU2k 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。 &G{GLP?H l]*RiK2AC
)x.%PUA ;blL\|ch; 光源 f|d~=\0y • 基模高斯光束 Z\!,f.>g • 小发散度(半角div. 0.005 deg) g3^s_*A • 波长 488 nm ,.,8-In^ cx\"r Littrow配置 il0K ^i ^FVdA1~/ • 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。 _4S^'FDo
}lZEdF9GhG • 空气中反射的光栅方程: ]2AOW}= 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 0z8(9DlTc 2#wnJdr6E • 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: BA;r%?MRL wh:;G`6S • 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): i VSNara {R1]tGOf
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sI>w#1.m/& 系统构建模块-光源和组件 #xIg(nG rj4@ E7uIur=g! {##G.n\~ 使用参数耦合 is.t,&H4P] Wf~^,]9N
@|gG3 fc#9e9R 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。 85<k'>~L {*xE+ | 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。 l+ }=D@l $AK
^E6 %YG?7PBB w2LnY1A 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 &V38)83a yF)o_OA[uR 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
Kkpp- ~Ntk-p $|$@?H>K >S5J^c 1阶反射探测器的定位(R1) y0%@^^-Ru d4y#n=HnnV R1探测器定位步骤: :H}iL* 9*" 绕y轴旋转-2θ ;,{_=n>
@c~Z0+Ji 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 hh;kBv07o (4H\ho8+mp
G(E1c"? **q8vhJM 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 _}[
Du/c `d <`> U,rI/' +d,
~h_7! I;4quFBlMu 位置自动配置 C:Ef6ZW M;A_'h?Z 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。 -}7$;QK&a jCqz^5=$
*HrEh;3^J 物理光学模拟结果(归一化) v
:pT(0N eMGJx "a Ca-"3aQkc GcO2oq 物理光学仿真结果 Bii'^^I;? `Vvi]>,cg` LnR>!0:c [6VB& VirtualLab融合技术 y|LHnNQ 'sEnh< .n\JY;" =~:IiK/#
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