摘要
Dq+rEt 94"R&| 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。
s]0x^"#B 2a2C z'G EKf"e*|(L b#|M-DmT 建模任务
E,5jY JI5?,
)-St 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。
|{]\n/M ]t]s/;9]K &ZFsK c# rixNz@p'% 光源 <pRb#G" • 基模高斯
光束 +2`RvQN • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
ihKnZcI$i • 波长 488 nm
hRSRz5 J} D52ELr7 Littrow配置
R<)7,i`F IZeWswz • 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。
y!fV+S, qR!SwG44+ • 空气中反射的光栅方程:
SZH,I&8 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
-uN5DJSW I(ds]E
;_E • 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:
XX~~SvSM [2.uwn]i • 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):
~:Dr]kt U$6N-q ZeF PwW ?AX./LI 系统构建模块-光源和组件
jR\&2;T )(b]-
) !HM{imT Q/r9r*>z 使用参数耦合
Rer\=' %7pT\8E5 +j&4[;8P: &%L1n?>Q} 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
_kl.zw% u!?.vx<qy 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
rgdDkWLXC #-1 ; wz31e!/ i[@*b/A 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
i}N'WV`! y} AkF2: 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
]$!-%pNv $0V<wsVM *xA&t)z(i ,ClGa2O 1阶反射探测器的定位(R1)
N^xnx< w0x,~ R1探测器定位步骤:
E(*RtOC<W QNJ )HNLp 绕y轴旋转-2θ
1om :SHw m^@,0\F 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
O8"kIDr- L0Bcx|)"$` :% )va -("sp 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
'@i/?rNi%N v1<3y~'f =o;8xKj s6%% /| u;H SX 位置自动配置
lX/s Q s"?Z jV)` 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。
iyAeR!` K[PH#dF5,x qasbK:} 物理光学
模拟结果(归一化)
Z0s}65BR QI'ul e wZ6LiYiHl vmm#UjwF3 物理光学仿真结果
C|bnUN FM$XMD0= Pp3<K649 WM$}1:O VirtualLab融合技术
Pky/fF7e p;zV4uSv