摘要
g 2'x#%ET G+yL;G/ 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。
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ogeRYq,g /{DaPqRa 建模任务
bag&BHw y~p4">] 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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l^,qO3ES N?+eWY 光源 l<2oklo5 • 基模高斯
光束 6_U|(f • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
zKJ.Tj W • 波长 488 nm
6{7 3p@ gUGOHd(A Littrow配置
QUPf*3Oy !~d'{sy6 • 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。
E{gv,cUM {{E jMBg{ • 空气中反射的光栅方程:
( 2zeG` 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
`Z8^+AMc tE:X,Lt[ • 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:
cno;>[$ RH=$h! 5 • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
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5C:*y <~O}6HQ#
(H[
M1(9A>|nF 系统构建模块-光源和组件
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;[caiMA- jIZ+d;1 使用参数耦合
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lO_c/o$ xDLMPo& 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。
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{WKOJG+. 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。
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IW] *i?L t]r7cA 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
lDlj+fK &PSTwZd 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。
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shy u x#.:C| 1阶反射探测器的定位(R1)
N)P((>S; J&
)#G@fRX R1探测器定位步骤:
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9kFcc n_u`B|^Pj 绕y轴旋转-2θ
i[8NO$tN1)
U81;7L8 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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OFIMi^@ d>;2,srUf 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
'}T;b} &s pY,O_
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2H3(HZv -}< d(c
2k+=kt 位置自动配置
| yS5[?.` /<6ywLD 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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=p5?+3"@ 物理光学
模拟结果(归一化)
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+nSV; ,7t3>9-M" 物理光学仿真结果
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K q/~T7Ru _IC,9bbg VirtualLab融合技术
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