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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。 F&>T-u-dog oaH+c9v 9F-ViDI. tr#)iZ\ 建模任务 9`hpa-m@ rPrEEWS0) 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。 l{B<"+8 6i*p
+S?U" x`/m>~_ ,.1&Ff)S 光源 9;m#>a@Y • 基模高斯光束 }0(vR_x • 小发散度(半角div. 0.005 deg) Sm~? zU[k/ • 波长 488 nm >@q2FSMf )w3XN A_V Littrow配置 XPR:_ +c~O0U1 • 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。 2-
|j 3P=Eb!qtdD • 空气中反射的光栅方程:
4#'^\5 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 & y 2GQJE q?gQ • 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: TZ`]#^kU &</@0 • 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): o} bj!h]N &?uzJx~ ?45K%;.9Q 7,&3=R< 系统构建模块-光源和组件 q]wn:%rX $bM#\2' H/ B^N,oi ?U2g8D nFY 使用参数耦合 >cU*D: cZ7F1H~ 2#Q"@ 3n=O8Fp 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。 Hme@9(zD. `Q!FMv6Y^ 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。 }f0^9( V< 9em7 @)!1#^(}% {0m[:af& 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 B'[3kJ ' )H=[NB6J8 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。 [{d[f| ~[bMfkc3 CUTEp/+ *T}dv)8 1阶反射探测器的定位(R1) 83O^e&Bt Z<m'he R1探测器定位步骤: bvxxE/?Ni $=6kh+n@ 绕y轴旋转-2θ 30T:* I| lhvZ*[[<) 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 #Z3I%bkw H bI6V &Dd y<gYf -E+ XP
Iu]F 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 2
3XAkpzp$ 4s+J-l My43\p 2%No>w}/2 'E6gEJ 位置自动配置 myo~Qqt? r^Rcjyc1 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。 5)zj){wL <45dy5!Tz j2v[-N4 {J 物理光学模拟结果(归一化) '\vmfp= i|! 9o: k=q%FlE R~mMGz 物理光学仿真结果 pU)3*9?cIl o dQ&0d sN \}Q#:8 W*WH .1& VirtualLab融合技术 %:8q7PN|
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