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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。 rqqd} kA T]-MrnO
%<(d%&~ }l[e@6r F 建模任务 R]&Csr#~ %]DA4W 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。 G:tY1'5 %N fpEo
'xxM0Kn` sVw:d_ E 光源 Y_+#|]=$B • 基模高斯光束 "V26\ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) UF#!6"C@ • 波长 488 nm 2HN*j~>i~ E1OrL.A6 Littrow配置 P@vUQ BOG.[?yx • 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。 $Vq5U9- WK(X/!1/k • 空气中反射的光栅方程: 8{2 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 &s vg<UZ rpm \!O • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: aXJ/"k #Tl 2*z~'i • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): Xi[]8o {> msE }L
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j7kX"nz 系统构建模块-光源和组件 il@>b 6` TwP\!$/ =zK4jiM1 [B)! 使用参数耦合 |;wc8; k!0O[U 'A7!@hVy ^?+[yvq 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。 ?8"*B^*Sh Jp]?tlT 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。 `M6"=)twu P7XZ|Td4* bAZoi0LR
yT@Aj;X0v 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 &3Zb? d,98W=7 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。 {jB>]7 nWIZ0Nde' Y|fD)zG_ K!&W} _@l 1阶反射探测器的定位(R1) lTMY|{9 v-3VzAd=*& R1探测器定位步骤: .s*N1
U?h ?o;ip 绕y轴旋转-2θ [:cD
{f#QZS!E 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 (6ga*5< JfN
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D :U6r^c Gc`PO 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 .))jR:{3 ?Te#lp;`~ V&nB*U&s" /f1]U
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|gO7`F2 位置自动配置 N<:c*X .T9$O]:o 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。 l&+O*=#Hh z!3=.D
0>BxS9?w 物理光学模拟结果(归一化) .t1:;H b `CS\"|z }S uj=oFp eavn.I8J 物理光学仿真结果 H_RfIX)X \s*UUODWK HXKM<E{j {k3ItGQ_ VirtualLab融合技术 mBErU6?X,A f-|?He4O] UF!qp o(SPT?ao~
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