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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。 BQol>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*FQe 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 $ePBw~yu • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): 3%<Uq%pJ KrhAObK
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tH_e?6] 系统构建模块-光源和组件 @?A39G{ p:9)}y !vU$^>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&@:'' $td=h)S^` 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 *^XfEO 8#OcrJzC F)we^'X 6B)3SC 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 cSYW)c|t ,"PKGd]^ 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 e Ir|% AnV\{A^ oaI|A^v mJ=3faM 1阶反射探测器的定位(R1)
bwjjwu& 78v4cQ Y R1探测器定位步骤: PQ`p:=~>:i h&3*O[` 绕y轴旋转-2θ @(Mg>.P
3"O)"/"Q. 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 03ol!|X"9 VJ`c/EVIt
~c>* 3* oT7= 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 H[ 6L! g">E it*[ )$#]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
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1l_7 VirtualLab融合技术 )D
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