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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。 niy@' 0BaL!^>
\|62E):i1 _\]D<\St 建模任务 x;Gyo #mkr]K8A4 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。 Ac7`nvI= BLaXp0
ejr"(m(Xe G~B
V^ 光源 &/JnAfmYqt • 基模高斯光束 huKz["]z[ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) Plq[Ml9
• 波长 488 nm Z:/S@ry '|XP}V0I Littrow配置 ,s)~Y
p?< V'mpl • 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。 :>3&"T. _)_XO92~ • 空气中反射的光栅方程: 3@"VS_;? 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 )<^ ~${$U t9`NCng
5 • 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: <BU|?T6~ GrQl3 Xi • 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): 8OFrW.>[ &y(aByI y
SD.ze(P
epG;=\f}m` 系统构建模块-光源和组件 NXmj<azED c=b\9!hr_E X^.r@tT zcZw} 使用参数耦合 ]cA~%$c89s =VY4y]V %@xYg{ ?x[>g!r 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 unX^ MPpw }`M6+.z3F 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 =[jBOx& Bhs`Y/Ls- '~2v/[<`} HkV/+ {;S~ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 cq=R VuBp$H(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。 l|fd, j?mJ1J5 Ucy9fM XM 7zA^- 1阶反射探测器的定位(R1) Z0:BXtW GbE3:;JI R1探测器定位步骤: qB:`tHy w[+!c-A:H 绕y轴旋转-2θ 7,4x7!
W&Hf}qs 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 zSH#j RDV [<`+9R
37[C^R!1c 0IdD 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 B)|s.Ez `^}9= Q'r p4Y9$(X W!(Q_B (BGipX4 位置自动配置 lm\u(3_$ ,]Ma, 2 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。 Zk[#BUA Pn#Lymxh_a
x V e! 物理光学模拟结果(归一化) i*tj@5MY- KJ~pY<a? F)IP~BE-k 9e5UTJ 物理光学仿真结果 `otQ'e~+t f1{ckHAY55 # 9t/j`{ gkdjH8(2 VirtualLab融合技术 72 6y/o ;4bu=<% vK C>t95 Kv7NCpq'
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