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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。 +%O_xqq \2UtT@3|C
|"K< 1v<,nABuJ6 建模任务 `[OJ)tHE ]JQ+*ZYUE 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。 MD"a%H#p )aV\=a |A
A#b`{C~l !=)R+g6b 光源 g':/hlQ • 基模高斯光束 %^`b) • 小发散度(半角div. 0.005 deg) *A^j>lV • 波长 488 nm 34D7qR 3Y;<Q>roT Littrow配置 jfLkp>2E' +qWrm|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。 g9T9TQ-O "k;j@ • 空气中反射的光栅方程: IIZu&iZo\ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 *mvDh9v 35;UE2d)< • 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: ~BUzyc% @Sik~Mm_h • 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): Wzn!BgxRr =&!L&M<<
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)335X wA+ 系统构建模块-光源和组件 ;Dw6pmZ j O-H1@; 4s:S_Dw M0B6v}^H 使用参数耦合 ?k 4|;DD ,k9@%{4 l O BCH%\;g B#A
.-nb 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。
7U3b YU~; ]_hrYjX; 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#Ls4+]5 tc|`cB3f FFG/v`NM lI)RaiMr= 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 @)\{u$ MF41q%9p 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。 G*`H2-, bV3az/U hoLQuh%2% #A:+|{H" 1阶反射探测器的定位(R1) !5wuBJ0 |riP*b R1探测器定位步骤: cn3F3@_"\ 0afDqvrC6 绕y轴旋转-2θ ask76
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q!qOy/}D 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 {hNvCk #^] v5s
=_"[ &^ IAlX^6s* 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 C4].egVg Sc?UjEs p'fD:M: M'gL_Xsei +HpPVuV 位置自动配置 zK_+UT 6^Q/D7U;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。 ^p}S5, 2VZdtz
}JWLm.e 物理光学模拟结果(归一化) hi.`O+; |Y9mre.Y; f6*6 *= O/N@Gz[g% 物理光学仿真结果 K8R}2K-Y 6F)^8s02h C 7a$>#% sN_c4"\q VirtualLab融合技术 Hd8 O3_5 89kxRH\IhG p_g#iH!* rYP72<
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