[技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

摘要 -P*xyI  
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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。 &E`9>&~J  
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建模任务 )I?R
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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。 $xQ"PJ2  
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光源 5UPPk$8`  
• 基模高斯光束 _,t&C7Yf;  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) Plb}dID"  
• 波长 488 nm 7<fL[2-  
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Littrow配置 kRQ~hRT6  
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• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置，目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 Euqjxz  
2(hvv-  
• 空气中反射的光栅方程： Ko@zk<~"[  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 _jiQL66pY  
a (P^e)<  
• 为了得到第一反射阶的衍射角，它等于入射角，光栅方程就变成： P4i3y{
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NYGmLbq  
• 因此，利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角)： C+T&O  
CGCQa0  
U2VV[e)Z!  
Ck:#1-t8{  
系统构建模块-光源和组件  dD:  
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e21E_exM0  
使用参数耦合 /*AJ+K._  
v/]Qq  
te4F"SEf  
oo;;y,`8py  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性，这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 kboizJp  
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在这种情况下，光栅的旋转，以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0，另一个是1阶的R1，都是反射)将通过参数耦合自动确定。 wwo(n$!\  
E(7@'d{o  
Cc@=?  
qPL^zM+  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 &b5T
&-C<  
Y]hV-_2+Do  
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。 2f`WDL  
71JM [2  
I93 ~8wQ  
X!HDj<  
1阶反射探测器的定位(R1) YCirOge  
V h Z=,m  
R1探测器定位步骤： tZdwy>;  
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绕y轴旋转-2θ 8f /T!5  
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沿着x方向移动探测器，ΔxR1 W`w5jk'0^=  
-q'xC:m  
Vf"O/o}hq,  
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沿着z方向移动探测器，ΔzR1 -3C* P  
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V?U%C%C|e  
z\xiACIc  
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位置自动配置 I{`KKui<M  
Cf.pTYSl  
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。 JZs|~@  
fR+Ov8PCq  
$ /}:P  
物理光学模拟结果(归一化) *37LN  
2$o2.$i81  
_#/!s]$d#  
ipx@pNW;"  
物理光学仿真结果 8O"x;3I9  
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ZAI1p+  
Kj~>&WU  
VirtualLab融合技术 mXxZM;P[  
dH ^b)G4