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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 正序阅读 楼主  发表于: 2025-01-10
    摘要 G kjfDY:  
    HE,L8S  
    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。 $+'H000x  
    2bNOn%!  
    #[#evlr=  
    dtC@cK/,D  
    建模任务 HU $"o6ap  
    f1MRmp-f'  
    VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 sgp.;h'  
    ?8-!hU@QC  
    'dwT&v]@  
    Plp.\N%f3  
    光源 *8Z2zmZtR^  
    • 基模高斯光束 R ZY=c  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) >ou= }/<  
    • 波长 488 nm 32[}@f2q  
    m1X7zUCy  
    Littrow配置 8%7%[WC#  
    qNQ54#  
    • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 'QCIKCn<  
    =%X."i1A  
    • 空气中反射的光栅方程: W[8Kia-OD  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 8)X9abC  
    xm{]|~^JG  
    • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: I}4 PB+yu  
    MxsLrWxm  
    • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): t1FtYXv`/  
    ZRagM'K  
    2I-d.{  
    V)^Xz8H_  
    系统构建模块-光源和组件 1INX#qTZ  
    .11l(M  
    1>J.kQR^  
    p R'J4~  
    使用参数耦合 ,n/]ALz>~  
    7ftn gBv?  
    ^PZ[;F40  
    1B~O!']N<  
    这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 =?RI`}vw_H  
    x0 )V o]r  
    在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 .k,j64 r  
    ED&nrd1P  
     =}`d  
    +0pI}a\  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ]RCo@QW  
    y(COB6r  
    在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 4D?h}U /  
    !mNst$-H4  
    C*Vm}|)  
    ;kgP:n  
    1阶反射探测器的定位(R1) VE )D4RL  
    3(BL  
    R1探测器定位步骤: 'c35%? ]  
    T2e-RR  
    绕y轴旋转-2θ (T%F^s5D  
    #A/OGi  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 s@\3|e5g  
    v)5;~.+%  
    vzIo2 ,/7  
    C`.YOkpj  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 -b-a21,m>  
    ?v2_7x&  
    AFAg3/  
    $J7V]c*-b  
    ,!:c6F+  
    位置自动配置 ';I}6N  
    X7*F~LFr j  
    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。 P#O" {+`  
    <o(;~  
    6FB 0g8  
    物理光学模拟结果(归一化) -<g9 ) CV5  
    qed_PsI  
    a~_ 9BM41T  
    `d_T3^ayu  
    物理光学仿真结果 =3bk=vy  
    ,&o9\|ih7]  
    I{IB>j}8  
    n`5Nf  
    VirtualLab融合技术 g257jarkMF  
    Ik:G5m<ta  
    SyL"Bmi  
    mA(kq   
     
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