摘要
[M}{G5U. )?naN 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。
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4*#18<u5 omu|yCK 6NuD4Ga 建模任务
gHEu/8E #n#}s 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。
n;C
:0 wY%} m@F`!qY~Y\ YnS#H" 光源 Y%aCMP9j~9 • 基模高斯
光束 Jr!JHC9i • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
#ut • 波长 488 nm
1 ~*7f> )Y0!~#
` Littrow配置
m%?pf2%I# 0c]/bs{} • 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。
z}9(x.I A_ZY=jP • 空气中反射的光栅方程:
9dLV96 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
NC`aP0S |?xN\O^#} • 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:
dNH08q8P $am$EU?s • 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):
^Za-`8#`L EhvX)s e@07 b<ZIWfs 系统构建模块-光源和组件
glxsa8 JPUW6e07o P%VSAh\|n }W8;=$jr 使用参数耦合
nYSiS}?S. cn3\kT* v^NIx q}U \fdv]f 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
1D7`YKI9h /NFj(+&g+ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
1{.|+S Z! ~P,lz!he_ n\D&!y[]F MYvY]Jx3 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
<w9JRpFY 9YyLf ; 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
(gU!=F?#m NB#OCH1/9 g2ixx+`?|: KqJs?Won 1阶反射探测器的定位(R1)
KC6.Fr{ b3[!V{| R1探测器定位步骤:
69NeQ$]( Vwf$JdK%&l 绕y轴旋转-2θ
fOGFq1D q:0N<$63 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
TDjm2R~9FS b\!_cb~ "@ #q$HQ&k FVbb2Y?R 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
2MIi=c:oqK Gj?t_Zln 1n8/r}q'H MKk\
u9 P3=G1=47U 位置自动配置
t%)7t9j 4k1xy## 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。
pYEMmZ?L 9Q.Yl&A L`TLgH&?R 物理光学
模拟结果(归一化)
8/#A!Ww] *:7rdzn +TL%-On JPHL#sKyz 物理光学仿真结果
>uRI'24 Dml;#'IF3 adcE'fA<_ Gb6 'n$g VirtualLab融合技术
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