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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。 [&12`!;j :U;n?Zu
S DP{kin"4I 4UwXrEQp 建模任务 zURxXo/\V 4)MKYhm 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。 #-vuY#gs v"wxHro mp]}-bR) s
zBlyT 光源 ffyDi 1Q • 基模高斯光束 U9^o"vT • 小发散度(半角div. 0.005 deg) ~*"]XE?M • 波长 488 nm 6{Y3-Pxg <ua` WRQr Littrow配置 {l/j?1Dxq -M=#U\D • 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。 ueI1O/Mi PP/EZ ^]b • 空气中反射的光栅方程: R>Q&Ax 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 =AEl:SY+ >f)/z$
qn • 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: <X@XbM 7G6XK • 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): lO^Ly27 uWm,mGd9 yTt,/+I%gJ JF{yhx,+p 系统构建模块-光源和组件 dL{zU4iUR `N<6)MX3>g Tfasry9'8 %LI[+#QE 使用参数耦合 4#<r}j12z G@$Y6To[ Vyy;mEBg YY{0WWua 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 tc-pVw:TV o>Fc.$ngZ 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。 bcx,Kb </xz
V<Pi ] oOSL=~c )y~FeKh 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 <4lR #>O!N 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。 F+
,eJ/] WY>r9+A?W Hlh`d N eXs^YPi 1阶反射探测器的定位(R1) VkFvV><" _LVwjZX[ R1探测器定位步骤: )I~U&sT\/ l]g
/rs 绕y轴旋转-2θ 4o/}KUu(* 7hV9nuW 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 tO?NbW cp XK*55W&og h?Y->!' RN,5>.w 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 4lM)ZDg qu8!fFQjYL J#1-Le8@ Np2I*l6W ON,sN 位置自动配置 ?"hrCEHV{9 ;+-@AYl 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。 `EBI$;! R #f*QXv d#tqa`@~ 物理光学模拟结果(归一化) \*a7o GyH> xYmh{Vc8 |_6V+/?"?` kv!QO^;^Y 物理光学仿真结果 s0zN#'o] ?&gqGU} ^uWPbW&/q kA .U2 VirtualLab融合技术 l1 M
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