摘要
IKcKRw/O$ {oWsh)[x2 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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ut5yf$%
}B ff,q 建模任务
p4>,Fwy2 <LA^%2jT VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
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<y>:B}9' .wc
= ] 光源 #D)x}#V\ • 基模高斯
光束 @ls.&BHUP • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
)^
<3\e • 波长 488 nm
&U&%ka<* )}-$A-p# Littrow配置
Q2\ sR*Nq5F#9 • 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。
l4ouZR Vz w PBQ - • 空气中反射的光栅方程:
@E_zR 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
d^84jf.U o4)hxs • 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:
h0VzIuV N5 n> • 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):
oJY[{-qW v8@eW.I1
7X'y>\^w^>
K/Y Agg 系统构建模块-光源和组件
b3U6;]|x *gu8-7'
O9]\Q@M. 1^{`lK~2 使用参数耦合
SRz&Nb dZ2`{@AYY
G6O/(8 \G;CQV#{9 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。
[Ox(. % vS8?nG 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。
\&q=@rJp(z -M61Mw1
H_B~P%E@] 3jPB#%F 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
@ajM^L!O T1NH eH> 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。
;f%|3-q1[ V5MO}
xP@/9SM kO ![X ^V 1阶反射探测器的定位(R1)
cY{Nos CC8k&u, R1探测器定位步骤:
JO1
,TtA m m, lhIh 绕y轴旋转-2θ
W_<4WG
9<cOYY 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
#T%zfcUj 0.DQO;
"ahvNx;x _D-Riu>#J 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
-p8e nem@sB;v#
r_2btpL^ !_^g8^>2(
xo~g78jm7, 位置自动配置
]Oso#GYD T[2}p=<% 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。
4/MNqit+ |I1+"Mp
zM59UQU; 物理光学
模拟结果(归一化)
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RvW.@#EH0 4v qNule 物理光学仿真结果
-P#nT 2 (=JueF@J
/DU*M, `P.CNYR<J VirtualLab融合技术
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