[技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

摘要 L4y4RG/SJ:  
h>OfOx/{q9  
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。 n^6j9FQ7  
{%6`!WW[  
fkNbS  
wz ~d(a#  
建模任务 &H:(z4/  
vn"{I&L+w0  
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。 'u<juFr  
R`^_(yn>  
_/5H l`  
QWHu
g:c  
光源 d <JM36j?  
• 基模高斯光束 [-oc>;`=l  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) E\pL!c  
• 波长 488 nm .];=Pu^  
55c|O  
Littrow配置 M}v/tRI  
K~ehP[^  
• 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。 :T !'N\7  
**gXvTqI  
• 空气中反射的光栅方程： IG9VdDj  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 ur7q [n  
)iK6:s#  
• 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： L.0mk_&  
um>6z_"  
• 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)： Is?La  
':m,)G5&  
7CTFOAx#  
PQ$%H>{  
系统构建模块-光源和组件 *CTlOy  
eb"5-0  
:^3LvPM  
6]%sFy2  
使用参数耦合 UVIKQpA]A  
k4y'b  
rK]Cr9WM  
eHNyNVz  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性，这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 s'J:f$flS  
x-
.?HS[  
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。 _1!OlQ  
e@* EzvO  
74k dsgQf  
VYImI>.t{  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 6 EC*  
3/W'V,5G6  
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。 q0r>2c-d  
0-yp,G  
z]`k#O%%)  
ktBj|-'>  
1阶反射探测器的定位(R1) ~=RT*>G_  
2OR{[L*  
R1探测器定位步骤： ^mO~W!"  
e)#J1(j_  
绕y轴旋转-2θ 0rG^,(3m  
E+g@M8D  
沿着x方向移动探测器，ΔxR1 e-#BDN(O  
kw
%};;  
e:n<EnT  
!1 8clL  
沿着z方向移动探测器，ΔzR1 p &"`RS#Z  
P&ptJtNg  
-0{r>,&Mm  
eMY<uqdw  
K<ft2anY5  
位置自动配置 4\u1TYR  
/-+xQn]  
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。 :hFIl0$,"3  
oO|KEY(  
4DOH`6#an  
物理光学模拟结果(归一化) DiwxXqY  
:AF =<X*5  
VZymM<O  
^!ZC?h!rG  
物理光学仿真结果 SVs_dG$  
D rHVG  
X"e5Y!:M-  
vZ&T}H~8  
VirtualLab融合技术 _R13f@NWB:  
6ZG+ZHUC&