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2025-01-10 07:55 |
闪耀光栅的Littrow配置
摘要 Eue~Y+K*b W#C*5@ 8 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。 M6-&R=78K fku<,SV$O4
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|#u': 建模任务 ;Nj7qt B=A [ymm 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。 6ez<g
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5vZ^0yFQ \1 &,|\E# 光源 JOLaP@IPT • 基模高斯光束 5K?IDt7A] • 小发散度(半角div. 0.005 deg) nl,uuc*; • 波长 488 nm fG(SNNl+D ]Y8<`;8/ Littrow配置 *m,k(/> YLE!m? • 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。 SHo$9+ VsE9H]v
• 空气中反射的光栅方程: !pdb'*,n 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 %vhnl' &,CiM0 • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: vf%&4\ib r_6ZO& • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): u'W8;G*~ krvp&+uX
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X<(9C 系统构建模块-光源和组件 4 bH^":i( ,+{LYF
4'A!; ]: 5VAK:eB 使用参数耦合 M={V|H0 ],a 5)kV
~`\?"s: c%G{#}^2 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 nd1+"-,q c+$*$|t=v` 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 j; y#[| 4f'V8|QM{
2Kyl/C, ssRbhlD/*1 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 T<p !5`B 1 =4PV;>X 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 r^paD2&} =mpVYA
uIZ -#q 78# v 1阶反射探测器的定位(R1) hB>oJC 8a'.ZdqC? R1探测器定位步骤: E!l!OtFL I3mGo 绕y轴旋转-2θ d>fkA0G/9!
Xudg2t)+K 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 ?_vakJ
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NzOo0tz: V(6Z3g 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 ^,_w$H ;y\IqiA{o
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FUjl8b-| 位置自动配置 87P>IO ^T$|J;I 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。 Dg?70v<a J)~L
<55g3>X 物理光学模拟结果(归一化) x+x40!+\ 0#&5.Gr)
L0@SCt WP+oFkw> 物理光学仿真结果 PuT@}tw vbBc}G"w
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