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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。 c cr" ep v5Y@O|i#
y_%&]/%
_"f<Ol[! 建模任务 K`+vfqX uB+9dQ 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。 R7K wixD\t59X
)1z4q` -N^=@Yx) 光源 Uz>Yn&{y6 • 基模高斯光束 :uR>UDlPX • 小发散度(半角div. 0.005 deg) Yk7"XP[Y • 波长 488 nm -Op@y2+c TNsg pJ?\ Littrow配置 $MT}l
!$E~\uT • 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。 W:B }u\)C ]L]T>~X` • 空气中反射的光栅方程: 32KR--mn% 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 .CmL7
5 _W+Q3Jx-( • 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: ^Ezcy? '}zT1F*
p= • 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): G-8n Q0SW;o7
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zIfC>@R 系统构建模块-光源和组件
Ys+N,:#R 3:O+GQ* 7 s-`QdWX {.#j1r4J` 使用参数耦合 ]-rczl|o 'Aet{A=9 hLn&5jYHvt hs,5LV)|y 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。 FLEg0/m0 JOgmF_(>Z 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。 a[JZ5D }{#7Z8 :7k`R62{ &08Tns" 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ZK!4>OuH` , Z4p0M 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。 W&LBh%"g h+
TB] gm}C\q9 -MUQ\pZ 1阶反射探测器的定位(R1) B*BHF95! LNbx3W
oC R1探测器定位步骤: `^`9{@~ s|KfC># 绕y轴旋转-2θ l [x%I
d^_itC;-, 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 y8}"DfU. -
Ra\^uz
V 3%Krn1' myffYK, 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 &F9OZMK= )*+u\x_Hx =cknE= AwA1&mh l`oT: 位置自动配置 0yKwH\S J1& A,Gb 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。 Kl!DKeF /S/tE
C!`>cUhE{ 物理光学模拟结果(归一化) S54gqc1S] !;ZBL;qY9 v5P*<U Ax 6{lG1\o 物理光学仿真结果 0LZ=`tI `s#sE.=o ipgN<|`?@ CuF%[9[cT VirtualLab融合技术 Ixyvn#ux) N,h1$)\B# {_?T:` =I
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