摘要
7zD- ?% <rNtY , 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。
$ye^uu;Z : *ERRSL)
d,W/M(S [ S5bj]D 建模任务
-#Np7/ <^xfcYx\ VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
wL;]1&Qq wGPotPdE2
],n%Xp M[~Jaxw% 光源 W.^Ei\w/t • 基模高斯
光束 Qh\YR\O • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
)S^z+3p • 波长 488 nm
e1Ob!N- M
Hg6PQIB Littrow配置
d7* CwY9" )o{VmXe@@ • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
UxyY<H~Wx HOfF"QAR$ • 空气中反射的光栅方程:
"Nbos.a]5 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
'Q5&5UrBr KxY$PgcC • 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:
MSl&?}Bj ?0{yq>fTu • 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):
R2l[Q){! 4IZlUJ?j+c
AM'gnP>
(^LS']ybc 系统构建模块-光源和组件
i3\~Qj;1 1] j^d
\<ZLoy_ 8W;2oQN7 使用参数耦合
>V(zJ `fz,Lh*v
ym\(PCa5` c5("-xB 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。
atyu/+U'} &UL_bG} 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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~Q?!W0ZBE A[`G^$ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
ZHCr2^w6
bg}+\/78# 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。
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D<t~e$ H %k2FPmA6 1阶反射探测器的定位(R1)
/THnfy\ wz#A1F R1探测器定位步骤:
3;-^YG 78d_io}w 绕y轴旋转-2θ
V@%
!,Nwts>m 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
WS:5MI,OL mibpG9+d
JO=1ivZl =1Z;Ma<; 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
b:kXNDc ,."b3wR[w
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位置自动配置
pjwaL^ Y % Ieg.o 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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u[")*\CP 物理光学
模拟结果(归一化)
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Dx-KMiQ,"( $*\L4<( 物理光学仿真结果
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brSi< =P`~t<ajB VirtualLab融合技术
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