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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 Q'B6^%:<~  
    sPAg)6&M  
    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。 .] 4W!])9  
    }peBR80tQ  
    F r?z"  
    iGXI6`F"  
    建模任务 T".]m7!  
    TTNk r`  
    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。 ^S)TO}e  
    }71LLzG`/  
    VU|dV\>  
    {C*\O)Gep  
    光源 DsDzkwJE  
    • 基模高斯光束 1,y&d}GW  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) 0O!cN_l|  
    • 波长 488 nm yTM{|D]$(  
    FXKF\1`( H  
    Littrow配置 8Q`WB0E<|  
    _K2?YY(#>  
    • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 d4[(8} x$/  
    \~rlgxd  
    • 空气中反射的光栅方程: dm rps+L  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 TrVWv  
    gA#RM5x@  
    • 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: -!qu"A:  
    z(RL<N%  
    • 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): iSK+GQ~  
    I lR\  #  
    X##1! ad  
    ^[:9fs  
    系统构建模块-光源和组件 EER`?Sa(  
    ?q2j3e[>  
    % u{W7  
    #eP LOR&q  
    使用参数耦合 pfuW  
    ,n,RFa  
    `XTh1Z\  
    EfLO5$?rm  
    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。 }`VDD?M  
    _Yb _D/  
    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。 u?ek|%Ok  
    =Yo1v=wxN  
    =iB,["s  
    ~Z/ ^c,[:  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ".*x!l0y7  
    V5}nOGV9  
    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。 ^^` Jcd/  
    :S@1  
    8cx=#Me  
    z"4]5&3A  
    1阶反射探测器的定位(R1) Cm$1$?J  
    eg+!*>GaX  
    R1探测器定位步骤: 0X2@CPIFf  
    2g{)AtK$#  
    绕y轴旋转-2θ |iFVh$N  
    tL SN`6[:  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 \/7i-B]G7  
    YKZrEP 4^  
    W|k0R4K]]  
    23(=Xp3;>  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 6~:Sgt nU  
    UAF<m1  
    B-.v0R`5  
    u]^N&2UW  
    Nb2Qp K  
    位置自动配置 ExSe=4q#  
    +!-~yf#RE  
    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。 uNbH\qd=  
    x Ha=3n  
    U7mozHS,:9  
    物理光学模拟结果(归一化) _?7#MWe&  
    g_*T?;!.U  
    z!QDTIb  
    "bg'@:4F  
    物理光学仿真结果 3XiO@jzre  
    m^%|ZTrwN7  
    h 6G/O`:  
    T`/IO.2  
    VirtualLab融合技术 WzW-pV]  
    O/%< }3Sq  
    ~cAZB9Fa  
    &MR/6"/s  
     
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