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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。 JLxAk14lc #c1c%27cmm
f,Dj@?3+ i\k>2df 建模任务 >]8H@. \ 2G`tS=Un 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。 [RUYH5>Ik xCiq;FFR
U{.y X7 @X>Oj . 光源 .37Jrh0Iv • 基模高斯光束 B}p{$g! • 小发散度(半角div. 0.005 deg) [Gb8o' • 波长 488 nm I.}E#f/A' 6M_,4>
- Littrow配置 Hk|wO:7Be w
]$Hr • 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。 Xkb\fR6<K ??`zW • 空气中反射的光栅方程: t2q{;d~. 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 h}jE=T5Hc lK3Z}e*eXQ • 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: =ET |h}I ZncJ • 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): %FO#j 6 /q >1X!Z
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Pt
aRF}FE,u 系统构建模块-光源和组件 e47N 9&4 uz;z+Bd^ 4XXuj %Y// } 使用参数耦合 nhP ua& S+&Bf ~~D EG[Rda wLz@u$u? 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 P+nd?:cz uMe]].04 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 aaM76; o79EDPX ?#P@N4Uw}y JQ)w/@Vu= 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 /KH,11)yc '&hk? 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 f/NfvLi(AU Wc
qUF"A Pwg?a 1z$K54Mj 1阶反射探测器的定位(R1) V*w~Sr% `suEN@^ R1探测器定位步骤: TO~Z6NA0 ' (1`iQ; 绕y轴旋转-2θ vhOX1'
_)?59 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 ,4tuWO)" eQqx0+-0c
oF0BBs$ V*1hoC# 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 DYFfq sbi+o,%1 ~SN * (6#,
$Ze \=NS@_t, 位置自动配置 I@/+= 4V9S~^v| 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 \&Zp/;n =AIeYUh
ydm2'aV 物理光学模拟结果(归一化) Tz?0E"yx 2j
<Y>Y /l&$B sOUQd-!" 物理光学仿真结果 oW
\k%Vj >j$y@"+ .ZK^kcyA 7U,[Ruu VirtualLab融合技术 z+(V2?xcvt 82*nC!P3E V>Vu)7 ?|NMJQsa7
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