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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-01-10
    摘要 buRK\C  
    iS{8cN3R  
    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。 BQ ol>VRu  
    V.RG= TVS  
    Z~VSWrw3  
    :Sx!jx>W  
    建模任务 5mD]uB9  
    OI9V'W$  
    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。 D4x~Vk%H  
    xsq+RBJi  
    os]P6TFFX?  
    ;MqH)M  
    光源 :Qg3B ';  
    • 基模高斯光束 1R1DK$^c  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) h] (BTb#-  
    • 波长 488 nm 8jE6zS }m  
    ?2b*F Qe  
    Littrow配置 d5zF9;[  
    |d* K'+  
    • 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。 94umk*ib  
    j7vp@l6`L  
    • 空气中反射的光栅方程: tkFGGc}w\  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 k:Iz>3O3]  
    wj fk >  
    • 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: 2[W1EQI  
    $ePBw~yu  
    • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): 3%<Uq%pJ  
    KrhAObK  
    cC_L4  
    tH_e?6]  
    系统构建模块-光源和组件 @?A39G{  
    p:9)}y  
    !vU$^>zo~  
    ?d*0-mhQ,  
    使用参数耦合 (Yzy;"iAu  
    =|lKB;  
    g.v)qB  
    Hz}6XS@  
    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。 P&@:''  
    $td=h)S^`  
    在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 *^XfEO  
    8#OcrJzC  
    F)we^'X  
    6B)3SC  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 cSYW)c|t  
    ,"PKGd]^  
    在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 e Ir|%  
    AnV\{A^  
    oaI|A^v  
    mJ=3faM  
    1阶反射探测器的定位(R1) bwjjwu&  
    78v4c Q Y  
    R1探测器定位步骤: PQ`p:=~>:i  
    h&3*O[`  
    绕y轴旋转-2θ @(Mg>.P  
    3"O)"/"Q.  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 03ol!|X "9  
    VJ` c/EVIt  
    ~c>*3*  
    oT7=  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 H[ 6L!  
    g">E it*[  
    )$#]h]ac  
    'iM;e K  
    |s&jWM$  
    位置自动配置 wN[mU  
    >E;-asD  
    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。 |wASeZMO2  
    \Kph?l9Ww  
    `I(#.*  
    物理光学模拟结果(归一化) sd;J(<Ofh  
    -@49Zh2'  
    MS~c  $  
    8}/v[8p  
    物理光学仿真结果 ?*i qg[:  
    vEJ2d&  
    tAfdbt  
    , Vz 1l_7  
    VirtualLab融合技术 )D ^.{70N  
    TqbDj|7`R  
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