摘要
>3&Oe ~D1&CT#s 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。
`<x((@# %Z]c[V.
8PXjdHR !Pf6UNN' 建模任务
tTcff9ee q88;{?T1 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。
}ofx?s} ;VW->ia6
<7R+p;y :Cdqj0O3u 光源 aTU[H~dTU • 基模高斯
光束 }Md5a%s< • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
5[5|_H+0 • 波长 488 nm
![H{ndH!Q ])tUXU> Littrow配置
n3B#M}R c]1\88 • 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。
_6!@>`u~ u|{(m_"H • 空气中反射的光栅方程:
^<OcbOn;O 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
c]]e( A-*y[/ • 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:
-XNawpl` KMll8X • 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):
%|AXVv7IN> M,we9];N
up==g
[
@ASAhV^+ 系统构建模块-光源和组件
V7(-<})8 LTlbrB
;6AanwR6 A!uO7".E 使用参数耦合
)&vuT
q'7' a>8&B
cf+EQY [M/0 Qx[, 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。
,+GS.]8< v9
*WM3 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。
;>*Pwz`~jT $eiW2@
!=bGU= ^
nI7v:h4 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
G(;R+%pu ?d' vIpzO! 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
1EAQ ~S!2 8Ao-m38
/CXQ&nwY9= S8k<}5 1阶反射探测器的定位(R1)
6]NaP_\0 vww>] Z} R1探测器定位步骤:
>J) 9&? ~A03J:Yc7 绕y轴旋转-2θ
)<(3 .M
3Pgld*i7 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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^TEFKx}PX M4)Y%EPc 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
~?zu5,vb p`)Mk<`dYD
K^e4w`F| p735i`8
'OI(MuSn 位置自动配置
e7r3o,! js;k,` 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
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Ij2Th] 物理光学
模拟结果(归一化)
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%m##i 2sYz$ZGC"# 物理光学仿真结果
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KEjMxOv1 8Om4G]*|, VirtualLab融合技术
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