摘要
>9esZA^'; isj<lnQ 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。
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5L42'gJ fH`P8?](x 建模任务
FnP/NoZa> b}9K"GT 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。
rMTtPuc2 TA`*]*O(
r1}OlVbK *;m5^i<,;S 光源 ?T$i • 基模高斯
光束 wQ2'%T|t • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
m589C+7 • 波长 488 nm
^ ^} X3!btxa%t Littrow配置
?)",}XL6 .J%}ROm • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
,`P,)) S@Yb)">ZQ • 空气中反射的光栅方程:
gD _tBv 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
_t:rWC"X :QUZ 7^u • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
~Msee+ZZ : hs2f3;) • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
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HzQ6KYAM q
0"#tK4 系统构建模块-光源和组件
)!|K3%9 Z!G;q}zZ!
pk}*0Y- KVtnz 使用参数耦合
cP$b>3O 6b-d#H/1Y
nvu|V3B0 Q'*-gg&) 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<:[c9/ F!|Z_6\tv: 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。
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VXn]*Mo H^K(1
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
qoB '}P)iS2 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。
67 7p9{: ]o6yU#zn~e
u<!!%C~+= 5>KAVtYvc 1阶反射探测器的定位(R1)
mrqCW]#u 6xk"bIp R1探测器定位步骤:
miZ{V% O7s0M?4 绕y轴旋转-2θ
oxPOfI1%]
P6i4Dr 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
SN?jxQ _f|Au`7m
@o9EX } _#f/VE 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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C0i: *1 rU<
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9.zy`} 位置自动配置
7fI[yCh s3g$F23 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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LP@Q8{' 物理光学
模拟结果(归一化)
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o[+1O 物理光学仿真结果
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