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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 }p?67y/  
dv+ZxP%g  
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。 8 H3u"  
RA;/ ?l  
6x=w-32+ y  
{K6Z.-.`  
建模任务 wf &Jd:)4t  
41s\^'^&  
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。 \nPf\6;M  
MGxkqy?  
 OK8Ho"  
&q9=0So4\  
光源 &1?6Q_p6c  
• 基模高斯光束 dUt4] ar  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) x[&<e<6  
• 波长 488 nm URg;e M#  
&R?to>xr \  
Littrow配置 LHXR7Fjc  
=QbOvIq  
• 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。 f1+  
R=&-nC5e  
• 空气中反射的光栅方程: o 9/,@Ri\5  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 P:N> #G~z  
TI/RJF b  
• 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: CCol>:8{P  
B RskxyL&,  
• 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): )KVr2y;RF  
M \  
~ {yy{  
@ =~k[o  
系统构建模块-光源和组件 8ih_S2Cd  
Ui"{0%  
79@CO6  
S50}]5K  
使用参数耦合 9+PAyI#w  
T *PEUq  
kGo2R]Dd[  
wy tMoG\  
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。 s-+-?$K  
C;K+ITlJ  
在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 sxph#E%  
KK2YT/K$SG  
-]Su+/3(,  
VPuR4 p.  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Rvx 7}ZL!  
+xO3<u  
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。 *($,ay$&H  
k'H[aYMA  
{FKr^)g  
#$-?[c$>  
1阶反射探测器的定位(R1) GD]epr%V  
V| kN 1 A  
R1探测器定位步骤: 6SH0 y  
?%qaoxG37  
绕y轴旋转-2θ zGyRzxFN  
&Tuj`DL  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 l!Xj UnRF  
K8MET&  
ng9e)lU~*b  
LQ4:SV'3  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 QOYMT( j  
^uN[rHZ*u  
F0z7".)  
[f6BA|   
aF+Lam(  
位置自动配置 jS[=Zx`  
fuv{2[N V  
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。 WPNw")t!  
d7[^p N  
#&?ER]|3  
物理光学模拟结果(归一化) qve'Gm)  
R@z`  
;hO6 p  
/7Pqy2sgE  
物理光学仿真结果 f7\X3v2W}3  
g =Xy{Vm  
H@G$K@L  
k)*apc\W  
VirtualLab融合技术 M(K7xx+G  
@W/k}<07  
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