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    [技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-01-08
    关键词: 闪耀光栅
    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  
    mt}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:SI 4  
    Mu/hTTiNx  
    :&BE-f  
    VirtualLab融合技术 %nhE588xf  
    lt& c/xi_  
     
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