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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。 F7A=GF' ~Uu4=
}\hVy(\c *RDn0d[ 建模任务 -O1>|y2rU 26e]`]!SU 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。 [O$Wa:< 0x YA''2Ii
5:\},n+VE I*o() 光源 kC WEtbz1 • 基模高斯光束 R}'bP • 小发散度(半角div. 0.005 deg) wHzEMwY_ • 波长 488 nm d.3E[AJa( mkMq Littrow配置 A]<y:^2])C ^({})T0wu • 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。 Z"Zmo>cV4 6,o~\8ia • 空气中反射的光栅方程: "
f
<Z=c 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 :Uz| 3gq wZG\>9~ • 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: DD7h^-x T,7Y7c/3V • 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): +?F[/?s5qz , qA(\[
u&1q [0y
a!ud{Dx 系统构建模块-光源和组件 ~F7-HaQJ ;QWIsVz ;ZH3{ wE[]6\_x1 使用参数耦合 1cxrH+N S-P/+K6 QXL'^uO C+'/>=>a. 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。 o%v0h~tn PjZvQ\Z 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。 6tB+J F rw: c 11TL~xFh 8u"!dq 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 4S5,w(6N *$yR*}A 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。 Qi^Z11 JX-'
mV` Hcl(3>Jn2 RzBF~2 >i 1阶反射探测器的定位(R1) &atuK*W> prYs
$j R1探测器定位步骤: U@g4w!$r Jzj1w}?H 绕y轴旋转-2θ JF # #
[O
pczug-nB 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 I2TaT(e\ tro7Di2Q
RLw;(*(g o4j[p3$ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 >XK
PTC5H "*m_> IU YwteZSbp6M (mgS"zPS U[SaY0Z 位置自动配置 p=;=w_^y cJN7bA{ 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。 txW{7[w+, W=vG$
xgbJ2Mh 物理光学模拟结果(归一化) #i@;J]x( ^c<ucv6. |s"nM<ZNZ {aY%gk?y#> 物理光学仿真结果 cVubb}ou mFg<dTx0c8 s8-<m,* m6TNBX VirtualLab融合技术 =x!2Ak/) v 0
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