摘要
a.?v*U@z@# cQX:%Ix= 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&"QKd l Rv,82iEKs
<|a=hHPi: zDB"r 建模任务
UgR:qjI R"Kz!NTB 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。
X'f)7RbT }S */b1
@TysXx )|pU.K9qZ 光源 h$pk<< • 基模高斯
光束 3htq[Ren • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
F}D3,&9N • 波长 488 nm
B!}BM}r `a
>?UUT4 Littrow配置
/g@^H/DO $eBQH • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
yAG+] r vM(Xip7 • 空气中反射的光栅方程:
F;P5D< 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
+Rqbf M\9F:.t= • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
RDJ+QOVKg b/u8}
J • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
Q_]~0PoH .*Vkua
(rcMA>2=
FaY_0G;y 系统构建模块-光源和组件
Lc]1$ =u=Kw R
J4>;[\%m v L}T~_=3 使用参数耦合
$mpO?D J~ ARF\fF|<2
]g,lRG xQU"A2{}> 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
MDHb'<o?y t'g^W 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
VI_+v[Hk/ ? %(spV
XA{F:% Od{jt7 <j# 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
O~PChUU*Y Yw)Fbt^ 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
xE1'&!4O /e1(?
20
s bnjy"Z% dZ]Rqr
_! 1阶反射探测器的定位(R1)
=45W\ ,lm=M5b R1探测器定位步骤:
H)>sTST( `/4:I 绕y轴旋转-2θ
S^N{wZo
&|
!B!eOY 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
vHcqEV|P/n dv!r.
BzN@gQo >o/95xk2 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
pRi<cO BBnq_w"a
PeTA$Yl Qxa{UQh}9
Sh&PNJ-* 位置自动配置
->gZ)?Fqy gU;&$ 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。
=Op+v" Ri)uq\E/#
O0huqF$K 物理光学
模拟结果(归一化)
pe.QiMW{8 obo&1Uv,/
I7(?;MpI vH[Pb#f- 物理光学仿真结果
4kl Ao$ R_N:#K.M
_#C()Ro*P +L%IG VirtualLab融合技术
wtH~-xSB| lAi2,bz"