摘要
WNWtQ2] &l
_NCo2 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。
&.)ST0b4 9KDm<Q-mf
8s)(e9Sr {LoNp0i1a 建模任务
$0P7^4)w: r(DW,xoK0 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。
XG;Dj<Dm *@zya9y9q
zIy&gOX ,pR.HCR#Y 光源 .kZ<Q]Vk • 基模高斯
光束 S7f"\[Aw • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
zsmlXyP'e! • 波长 488 nm
F%`O$uXA s]Qo'q2 Littrow配置
|rwx;+ Bl/Z _@ • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
N`rz>6,k1 !X ={a{<,T • 空气中反射的光栅方程:
NZ:KJ8ea" 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
7O\ Qxc\ ~U<=SyZYo • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
R&FO-{S j+NsNIJq • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
f2G 3cg~H `C>De4nT@
re@;6o
`*w!S8} m; 系统构建模块-光源和组件
_l{_n2D-
O2N~&<^
~__rI-/_ Gc2:^FVlh 使用参数耦合
C1po]Ott* E<r<ObeRv`
zr^"zcfz& ) 8 %lZ{ 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
{q.|UCg[L rB}2F*eT 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
IZOO>-g'f &*9' 0
=.2)wA"e' +r$ M 9 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
bD<hzOa m t}3/d 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。
qTI_'q ((T6z$:hA
)| 0(#R zCI.^^<? 1阶反射探测器的定位(R1)
rL|9Xru y_{fc$_& R1探测器定位步骤:
Hl=M{)q@ (gjCm0#_% 绕y轴旋转-2θ
LjPpnjU
r;SOAucX 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
'.IR|~ Y *s$:"g-
UqNUP+K u$ff %`E 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
=PIarUJ 3.w &e0Es
U)C>^ !Us ]^I[SG,
'DTq<`~? 位置自动配置
h=ben&m } bm ^`QY 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。
/5m ~t.Z9M g96]>]A<{
M+-1/vR *@ 物理光学
模拟结果(归一化)
$Qcr8~+a DvY)n<U1qA
)uC5 yQE9S+%M 物理光学仿真结果
(x140_TH~ %6E:SI4
Mu/hTTiNx :&BE-f VirtualLab融合技术
%nhE588xf lt& c/xi_