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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。 AW;xlY= g DI/d(oFv`
"z6p=B"?3 l_((3e[) 建模任务 Mmgm6{ bfUKh%!M 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。 '"q+[zwv ^69(V LK
Tb^1#O pVl7]_=m 光源 p Dg!Cs • 基模高斯光束 X'.lh#& • 小发散度(半角div. 0.005 deg) ">B&dNrt • 波长 488 nm lX.1B&T9Lr zn'Mi:O'p Littrow配置 Lcg1X3$G .: wg@Z • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 s!W{ru >;G7ty[RX7 • 空气中反射的光栅方程: n\7>_ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 J;V#a=I K7$Q. • 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: l d%#.~Q a@_n>$LZL • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): qU&v50n W`[7|8(6!
Q(WfWifu-|
@CPkP 系统构建模块-光源和组件 ,LOx! '[[IalQ? Us6~7L00 ?t;,Nk`jx 使用参数耦合 YY>&R'3[ [ P*L`F 9e;{o,r@ 7wrRIeES 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 lBG5~<NT G]-\$>5R 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 < A`srmS? _0&U'/cs (h&=Na~ zYis~+ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ju.`c->k" U~|)=+%O 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 sld cI@Z s2tNQtq0W j;_E0j# -Lsl 1阶反射探测器的定位(R1) mphs^k< Z So NgDFD R1探测器定位步骤: mt *Dx >)`*:_{ 绕y轴旋转-2θ uE#"wm'J
`'rvDaP 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 -ADb5-px <UW-fI)X
?;rRR48T9E Mf9x=K9 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 <?rdhx t4zKI~cO
Fp+fZU pW<l9W 9KL)5_6 M 位置自动配置 9*a"^ {ZUgyGE{ 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 2N&S__ Jk`0yJi$q
C9%A?'` 物理光学模拟结果(归一化) RHI?_gf& s8*Q@0 >)F)@KAuN4 xn<x/e 物理光学仿真结果 qwuA[QkPi & |