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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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d+5:Qrr D^$OCj\ 建模任务 w~N-W8xNR _]o5R7[MQ VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 X4Xf2aXI O?E6xc<8
#U@| J}a aD|Yo 光源 D9o*8h2$ • 基模高斯光束 n(R_#,Hs • 小发散度(半角div. 0.005 deg) o](.368+4 • 波长 488 nm h=[-Er'B
~6d5zI4\ Littrow配置 :hP58 }Q$ } yq • 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。 =l,#iYJP8 ^:z7E1~ • 空气中反射的光栅方程: V(..8}LlD 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 =P]GPEz_ @vAFfYU9<. • 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: 7\%$>< K W~NYU • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): 4B$bj`h 38wq (
H,|YLKg-|
2AK}D%jfc 系统构建模块-光源和组件 Q52bh'cuU !Uy>eji} 6~@5X}^<0 \EI#az=I 使用参数耦合 7K :FeW'N \ V?I+Gc %?dE{ir <Uwwux<v 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。 P`
]ps?l j_c+.iET 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。 VDn:SGj5 S:GTc QU #(dhBEXPW; D|TR! 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 26PD[af64O }`]]b+_b>@ 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。 (hsZ "dq>)JF\ h2;l1G, 6t$N78U 1阶反射探测器的定位(R1) pVz*ZQ[] 7@a\* |K6 R1探测器定位步骤: U8[Qw}T P tqhh<u; 绕y轴旋转-2θ `^%@b SE(
?i%nMlcc 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 /.@x
4cdS #ovM(Mld
DKHM\yt iAHZ0Du 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 e^WqJ7j f1\7vEE, H &fTh L!vWRwZwC |D+p$^L 位置自动配置 M:(&n@e >#?iO]). 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。 kQ[Jo%YT?E ==` Pb
#G~wE*VR$ 物理光学模拟结果(归一化) tvCcyD%w X TM$a9) B!iFmkCy b=G4MZQ 物理光学仿真结果 |?yE^$a B,MQ.|s[ v^\JWPR/ )r#,ML VirtualLab融合技术 W1`Dx(g 4v>o% Z*Zc]hD F {/>u(@3
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