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摘要 ;#xmQi'` E*V`":efS 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。 #fM#p+v m#PY,y
tD(7^GuR KxYwJ 建模任务 @z4*.S&tz \ 3wfwu.q 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。 tiB_a}5IB 4e~A1-
dJ2Hr;Lc )0"wB 光源 wRcAX%n& • 基模高斯光束 JJ}0gZ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) <>s`\ % • 波长 488 nm &x[E;P*Fg Ox&P}P0f Littrow配置 =(NB%} \K@'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。 0B@SN)<kH {QHVo# • 空气中反射的光栅方程: 3L833zL 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 8$85^Of Rn`x7(WA • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: P
`}zlml *c~T@m~DR • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): @ezH'y-v <49K>S9O
cik!GA
-=)+dCyB^ 系统构建模块-光源和组件 zEd0Tmt iVp,e y.e^h RKb UR7g`/ 使用参数耦合 Z*y`R
XE %_+2@\ ,uo'c_f(e t]y
D-3'l& 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 so"$m IE;~?W" 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。 ^B(V4-| YP.5fq: P_?gq>E8 |uqf:V`z: 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 TD'L'm|2 c(:f\Wc3Z 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。 vy0X_DPCr :`-,Lbg *AoR==:ya lsNrAA%m 1阶反射探测器的定位(R1) +=q$ x Ia ]w;rfn9D R1探测器定位步骤: ^* J2'X38I &y3OR1_Sm* 绕y轴旋转-2θ yRSTk2N@
_d"b;4l 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 M)eO6oX| [q/Abz'i
?&|5=>u2}$ 19O,a#{KHf 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 gZLP\_CL xl6,s>ob w8kOVN2b 4SlADvGl )Y2{_ bx4" 位置自动配置 _CW(PsfY :bz}c48% 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。 e?7&M P%{^ i]
>#hO).`C 物理光学模拟结果(归一化) NWM8[dI k.uMp<)D .2%zC & ; r30 < |