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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。 OKk"S_` vj]h[=:
bQ&%6'ck BxZ7Bk 建模任务 NJ;m&Tm,DF @xBO[v 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。 nKI?Sc 2]FRIy
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9}tl@ E}<i?; 光源 C}DIm&)) • 基模高斯光束 I[w5V;>* • 小发散度(半角div. 0.005 deg) z2!4w +2 • 波长 488 nm A>HCX 4i N[v=;& Littrow配置 ,mC=MpfzJ V'UFc>{o • 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。 X|QokAR{$> Vo%Z| • 空气中反射的光栅方程: " SP6o 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 >$)~B4 1?.NJ<)F • 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: u`Y~r<?P( z<0/#OP' • 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):
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7u5H o` 系统构建模块-光源和组件 U3 UA %Nob B ya,-Lt UN:qE oS 使用参数耦合 D,(:))DmR T7O) jpTk@ >&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。 rls{~ZRl +4rd
N\. 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。 v$g\]QS
p Fdq5:v?k rq}xuSFI BW`;QF< 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 B7.&yXWgn `~41>mM% 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。
a3a:H ~C3Ada@4 yx ;K&> $d,{I8d 1阶反射探测器的定位(R1) uss!E!_%, CJs
~!ww R1探测器定位步骤: }_@p`>|)rB 1F3Q^3+ 绕y轴旋转-2θ Pt-O1$C[
wqJl[~O$ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 =U8+1b }Gx@1)??
N%e^2O) t'.:"H8BI 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 %,aSD#l`f &yOl}?u q]SH'Wd kr!>rqN5 av:%wJUl,$ 位置自动配置 <JvYCWX` S?VKzVDB.S 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。 we@*;k@_ B+pLW/4l
$*Wa A`(U 物理光学模拟结果(归一化) fGe"1MfU %dhrXK5 5~E{bW$ QA)W( 1 物理光学仿真结果 !0):g/2h X\*H7;k, 'AmA3x)9u Vf=,@7 VirtualLab融合技术 E33x)CP yC4%z)t&R #BZ5Mxzj Uv=)y^H~*A
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