摘要
A,gEM4 k\`S
lb1 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。
?rYT4vi 1.U`D\7mb
51BlM% uz30_aH 建模任务
M@Q3M(z GV.A+u 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。
++-{]wB3=. qMYe{{r
HQP}w%8x fbvbz3N 光源 2aN<w'pA • 基模高斯
光束 ]3iH[,KU3 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
q'Wr[A40j • 波长 488 nm
@A<PkpNL .L6Zm U Littrow配置
bM,1 f/^ 5ETip'<KT6 • 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。
WjSc/3Qy jE2}p-2Q0 • 空气中反射的光栅方程:
>Z.\J2wM<j 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
*l&S-=] hr05L<?H • 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:
~]C%/gEh Z3TS,a1I4 • 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):
81LNkE, mTNB88p8^D
k^"bLf(4
7R4z}2F2 系统构建模块-光源和组件
2i{cQ96 K14^JAdY/
Z6p5*+ ~@ jY[_ 使用参数耦合
KJ2Pb"s $Fkaa<9;P
b89a)k>^g ?S$i?\Qh 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。
3DgsI7-F ?<Wb@6kh` 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。
azQ D> XW{>-PBg:
yXI >I 'y]\-T 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
bHLT}x/Gw EtbnE*S 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。
WY^W.1X @Jm7^;9/
;V^pL((5J c;0Vs,DUmG 1阶反射探测器的定位(R1)
[r+ZE7$2b" *]hBGr#6 R1探测器定位步骤:
{@! Kx`(: WrPUd{QM 绕y轴旋转-2θ
zDhB{3-Q1{
~x#w<0e> 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
n1
6 `y} No]~jnqDM
8UC xnf# QrO\jAZ{Ag 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
3(TsgP>` akw,P$i
1I@8A>2^OX }_=eT]
)i+2X5B`S 位置自动配置
ljl^ GFo 6T 8!xyi-+ 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。
gs!(;N\j| -*5Rnx|Y{
F}Vr:~ 物理光学
模拟结果(归一化)
zOg7raIa qC
F5~;7
s0Z
uWVip g&/T*L 物理光学仿真结果
{uzf"%VtP U9b?i$
=UyLk-P
w W9NX=gE4 VirtualLab融合技术
L(&&26Y )K &(