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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。 ScJu_Af >\bPZf)tJ)
*l!5QG UoK AbY;H 建模任务 F#1kZ@nq RKe?. 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。 :ICr\FY$ >hb-5xC
pqfT\Kb> fsI`DjKi) 光源 az
bUc4M • 基模高斯光束 gKQ@!UU8 • 小发散度(半角div. 0.005 deg) z7q%,yw3N • 波长 488 nm :?#cDyW) gA+YtU{z Littrow配置 vnZ/tF "m>};.lj • 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。 Y6;@ /[_ sZm^&h; • 空气中反射的光栅方程: *a4
b 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 Y3M','H([ 2'dG7lLu4 • 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: mxhW|}_-j AeQC: • 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): /cY[at|p Te}IMi:
MM*-i=
gTD%4V 系统构建模块-光源和组件 Cha?7F[xL -faw: [Ekgft& c}\
d5R_L 使用参数耦合 %w@ig~vD' 2dyxKK!\a `#<eA*^g5 J{x##p<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。 WiwwCKjSa jL2MW(d^Q 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。 =ZrjK=K ]o!&2:'N` J ZNyC!u 4Xr"d@2( 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 C64eDX^ C}bPv+t 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。 EK.c+Or, a6 * Y%? 5I_hh?N4Z
nFVbQa~ 1阶反射探测器的定位(R1) .Btv}b ]X4RnV55Q R1探测器定位步骤: \O,j}O' su%Z{f)# 绕y轴旋转-2θ ~.!?5(AH8z
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沿着x方向移动探测器,ΔxR1 ),)Q{~&` 0-lPhnrp
8Q)y%7{6 Mof)2Hbd: 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 Mj,2\ijNM !zF4 G,W r)(i{:@r` O]4W|WI3 ~F=#}6kg_ 位置自动配置 IcO9V<Q| R|6RI} 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。
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XC57];- 物理光学模拟结果(归一化) Qdh"X^^ |UABar b {lTR/ B/:>{2cm 物理光学仿真结果 01UqDdoj gE-lM/w IZzhJK M1V (4E.Li<O VirtualLab融合技术 s=3EBh B6^w{eXN R4[. n@ q^Q|.&_k /
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