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infotek 2025-01-10 07:55

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 Tvk=NJ  
[TNYPA> {  
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。 SH5k^EJ  
XbHcd8N T  
#8[,w.X  
Cu!4ha.e`  
建模任务  *A_  
u_mm*o~)g  
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。 ~>{<r{H"S  
NeNKOW#X  
8_KXli}7=  
:CH'Bt4<  
光源 S:DB%V3  
• 基模高斯光束 bG\1<:6B  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) DrW]`%Ql  
• 波长 488 nm &npf %Eub  
J_`.w  
Littrow配置 {5*+  
dLjT^ 9  
• 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。 o6{XT.z5qx  
B[y1RI|9  
• 空气中反射的光栅方程: ,ll!19y  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 DNL TJrN  
&\1Dy}:  
• 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: 1f~_# EIC  
QAX+oy  
• 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): X2o5Hc)l<  
{9P<G]Z  
6#dx%TC  
4CNK ]2  
系统构建模块-光源和组件 /x`H6'3?  
\*_qP*vq@  
 {!x-kF_  
a3p|>M6E  
使用参数耦合 &(wik#S  
 eYS  
5*ABw6'6  
~PS%^zxyn  
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。 ]Y, 7 X  
{_Wtk@  
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。 >2N` l  
bp5hS/A^1w  
mz/KGZ5t  
R[o KhU  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 t+66kBN  
Qza[~6  
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。 _{T`ka  
=(zk-J<nY  
(A"oMnjWd  
MJ>(HJY6?%  
1阶反射探测器的定位(R1) bx`(d@  
#r0A<+t{T  
R1探测器定位步骤: #bf^Pq'8  
M*@MkN*u&  
绕y轴旋转-2θ y:pypuwt;  
{*tewF)|  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 $YL} rM  
<sd Qvlx$-  
JCE364$$"  
"BEU%,w  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 /&vUi7'  
mo <g'|0  
>YPfk=0f0  
|nMbf  
vChkSY([  
位置自动配置 J]$%1Y  
%K?~$;Z.  
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。 4oCn F+(  
./.E=,j  
At.WBa3j%{  
物理光学模拟结果(归一化) LP.-  
e@@kTny(  
=OhhMAn  
IzkZ^;(N  
物理光学仿真结果 Jtc?p{  
R],,-  
!/Hln;{  
4W$53LP8  
VirtualLab融合技术 @$Z5A g!  
7dN]OUdi  
0^tF_."Y  
0d.lF:  
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