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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 Q0&H#xgt  
YgUvOyaQXf  
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。 R,pX:H&#+  
no< ^f]33  
.=X}cJ]`[  
`/EGyN6X  
建模任务 Tl2C^j  
P] UJ0b  
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。 Fsif6k=4  
NhaI<J  
f!!V${)X  
L IZRoG8  
光源 wtH? [>S;)  
• 基模高斯光束 J6L  K  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) *=+td)S/1  
• 波长 488 nm r[lF<2&*R  
o1FF"tLkN  
Littrow配置 :=wT vz  
b\-&sM(W"  
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 a hR ^  
(`sH3&Kl  
• 空气中反射的光栅方程: l}] t~!X=  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 }M3fmAP}  
[^U#Qj)hL  
• 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: eC[$B99\  
*:L?#Bw  
• 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): BV>\ McI+  
V>A .iim  
^(|vsFzn  
2\7`/,U6  
系统构建模块-光源和组件 S5G6Rj@W  
iy14mh\ ~  
>i5acuth  
#ZYVc|sT+  
使用参数耦合 RV5n,J  
Cb9;QzBVA#  
BPdfYu ,il  
BbgnqzU  
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。 WIv?}gi: X  
V{^!BBQ  
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。 0o9 3i u=&  
3WUTI(  
*T~Ve;3h;  
8erSt!oM  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 = Wu *+paQ  
WnGGo ' Z  
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。 +TQ47Z c  
t=-SH^$SR  
wYQ&C{D%  
)w0AC"2O~  
1阶反射探测器的定位(R1) Er+nk`UR_  
`.x Fiyc  
R1探测器定位步骤: m<0&~rg   
#1c_evH  
绕y轴旋转-2θ uwjGDw  
zJ)*Z,7  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 /ig:9R  
T)Y=zIQ1]7  
<j5NFJ9  
C@bm  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 T`Mf]s)*  
k&. Jk B"  
^9 ePfF)5  
~d6DD;`K  
#_(jS+lP?k  
位置自动配置 ^",ACWF4Sk  
uvV;Mlo]  
通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 RW}"2  
~Q>_uw}g#  
tWoh''@#  
物理光学模拟结果(归一化) /l<<_uk$  
9M1d%jT  
OBP1B@|l$+  
W~p/,HcM  
物理光学仿真结果 ltD37QZQ  
FN%m0"/Z{t  
e`v`XSA[p  
?HV`| Cw  
VirtualLab融合技术 Hx\H $Y  
|7}C QU  
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