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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。 kb2C9< qco'neR"z
_r3Y$^!U Y0,{fw< 建模任务 pwfQqPC#_ ,Lp"Ia 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。 $mGzJ4& Z .gb'
tB>!1}v sX~E ~$_g 光源 Q*#Lr4cm{ • 基模高斯光束 fW2NYQP$: • 小发散度(半角div. 0.005 deg) 7Fo^:" • 波长 488 nm C:Rs~@tl
Q"FN"uQ}x Littrow配置 IwnDG;+Ap Zb1GR5MB`k • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 BGibBF^ Qt4mg?X/ • 空气中反射的光栅方程: |=IJ^y(x| 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 @3c'4O
/Kli C\ • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: np^&cY] /W,hOv • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): _oc6=Z P
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a%`Yz"<lQ 系统构建模块-光源和组件 Ql5bjlQdO y p{Dl yy{YduI Gn
9oInY1 使用参数耦合 Iz+%wAZ|B6 "7%jv[ /a32QuS M%ecWr!tj 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 =p.avAuSn moxmQ>xoH 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 WZ?>F V6dq8Z"h xwD` R* #>aq'47j 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 kNWTM%u9 Y }VJ4!%U 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 n! 5(Z5= Ox J0." -b!Z(}JK ((]i}s0S 1阶反射探测器的定位(R1) 3mU~G}ig }@6Ze$> R1探测器定位步骤: &Pme4IHtm bh5D}w 绕y轴旋转-2θ )e0kr46
9cB+x`+Lu 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 %7mGMa/ H}GGUE&c*
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eI U 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 /Yi4j,8!| ep"{{S5g T=YVG@fm? P x Q] $w ^dLu#,; 位置自动配置 AmIW$(Ce fWJpy#/^*K 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。 [(Z(8{3i >(P(!^[f
Y)/|C7~W 物理光学模拟结果(归一化) X>`03?L I]d-WTd 9l~D}5e7 dz+!yE\f$ 物理光学仿真结果 PY_8*~Z }kQ{T:q4 RN 4?]8 _ab8z]H VirtualLab融合技术 \k=dqWBr7 bu6Sp3g Az y`4 &C |