摘要
Qq`3S> VRtbHam 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。
_/8_,9H ~u_K&X
!6XvvTs/< ^;V}l?J_s 建模任务
x><zGXvvp| B8bvp:Ho| 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。
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J>f
/u:. M*g2VyZ 光源 "_nX5J9 • 基模高斯
光束 t!6\7Vm/ • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
y-E1]4?}) • 波长 488 nm
GIl:3iB49 |x1$b7 Littrow配置
keT?,YI 7ZF}0K$^B • 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。
}U2[? &tlR~?$e* • 空气中反射的光栅方程:
EG F:xl 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
!&@2 Ix( 6 • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
h=X7,2/< f?2zLE>u • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
>=4sPF) 5|yZEwq
'jh2**i 34
\ua9thOG 系统构建模块-光源和组件
bZxv/\ I'x$,s
aF D="Zh p])D)FsMB 使用参数耦合
5?^]1P_ ?+3R^%`V
929#Q#TT
DY$yiOH9 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。
R|/Wz/$1A n(Qj||: 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
,yTN$K%M P1dN32H
o
f&K}IM8& # -s{R/ 6: 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
g<M0|eX@~ #N; $ 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。
.=?Sz*3 4+)Zk$E
<MRC%!. %(fL? 1阶反射探测器的定位(R1)
$B<~0'6} 2q+la|1Cr R1探测器定位步骤:
QxKAXq@)i N0]z/}hd@ 绕y轴旋转-2θ
bSQ_"
>Ja0hS{* 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
&u&2D$K,tp n1_ %Td
,&0Z]* $H4=QVj6 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
pH^ z {>S4#^@}
VIetcs y*_K=}pk
'=$TyiU 位置自动配置
6!@0VI&P O)l%OOv 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。
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A5+q^t} 物理光学
模拟结果(归一化)
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?%93b ,7 JW-|<CJ 物理光学仿真结果
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8`a,D5U: *JwFD^<j VirtualLab融合技术
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