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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。 =X(N+(1~ skeeec\V
<nJGJ5JJ ExS&fUn`C 建模任务 @mw1__? 2L^/\!V# 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。 BUZ74 )Fd)YJVR
X,@nD@ idBdaZg 光源 G>^= Bm_$ • 基模高斯光束 H5]q*D2 • 小发散度(半角div. 0.005 deg) lYe2;bu • 波长 488 nm bLl
?!G. \aSc2Ml]3n Littrow配置 <Y /3U 0F uj-q • 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。 )%/ Ni^ %D-!<)z • 空气中反射的光栅方程: E>@]"O)=M, 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 '3^_:E5y Y".?j5f? • 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: NjS<DzKhK H^*[TX=#[ • 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): 'n{=`e(}cI %>nAPO+e
=WF@S1
lx$Z/f 系统构建模块-光源和组件 aIT0t0. s'/_0 -=
c&K& NWwKp? 使用参数耦合 uj}%S_9 ixy:S1pI %N\45nYU: 4EeVO5 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 0I)eYksh Aa-OMo;~ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 FBi&MZ` 1"A"AMZf 9~ V(wG t`6~ud> 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 "@+Z1k-8U <YG 42,N 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 M;g"rpM /.mx\_$ c#9=o;1El FKtCUq,: 1阶反射探测器的定位(R1) 2e,cE6r /xg1i1Et
R1探测器定位步骤: aB&a#^5CI }!kvoV)]1 绕y轴旋转-2θ =?M{B1;H
)CH\]>-FO 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 pcQzvLk UZJs!#P
mg3YKHNG 'cN3Vv k 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 1b7 Q-elG >.gT9 yBqKldl BC%V<6JBu( QF.M%she+ 位置自动配置 [{F;4>g \!)1n[N 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。 /u"K`y/*j\ UWgPQ%}
MR":aT 物理光学模拟结果(归一化) 5'rP-z~
u (Kkqyrb DS<E:'N R4f_Kio 物理光学仿真结果 r+k~%5Ff~ ?Ql<s8 avMre_@V b9l%5a VirtualLab融合技术 .L3D] p?<T
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