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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。 ,ps?@lD Y(1?uVYW\d
S{e3aqT#N V~/@KU8cH 建模任务 4V,p\$; JSju4TQ4 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。 ue7D'
UZL> 'JdK0w#
QbHX.:C ZaY|v- 光源 R|)l^~x • 基模高斯光束 gS[B;+d • 小发散度(半角div. 0.005 deg) ;Qt/(/ • 波长 488 nm )_j(NX-C: `.~S/$a.& Littrow配置 s92ol0` 3p HI+a • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 1@'I eywg AHuIA{AdUR • 空气中反射的光栅方程: d]|K%<+( 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 [75?cQD hTEb?1CXU • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: ;Q vQ fV4 "eTALRL'o • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): \DE,
, I*>q7Hsu
O[U`(A:
xa]yq% 系统构建模块-光源和组件 lAo ~w l{^s4 {Z <`@\K3 MRo_An+ 使用参数耦合 Z5U\>7@&8 Zi]E!Tgn kUGFg{" *rxYal4ad 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 tXrKC Z6Mjc/ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 E6xdPjoWy =c,7uB W58?t6!
= Xe:^<$z 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 &D-z|ZjgHi 7y30TU 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。 , :K{ St!0MdCH ^K J#dT sxuP"4 1阶反射探测器的定位(R1) A+H8\ew2, )
5Ij R1探测器定位步骤: rZB='(? r~QE}00@^ 绕y轴旋转-2θ s"$K2k;J
6/g
82kqpk 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 `w4'DB-R) ,S(Z\[x0
=Sr<d|\O (#85<|z 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 v
\;/P
PvW4%A@0 F}[!OYyg wmR~e P =Q+VIP& 位置自动配置 \pI {b9 =5^1Bl 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。 <9xr?i= oz]3
Tx
iC! 6g|]X 物理光学模拟结果(归一化) ^ ~1QA S"^'ksL\ _ 3>E+9TQ o4yl3o 物理光学仿真结果 #k d9} A{)pzV25 |9FrVO$M Vz-q7*o$S VirtualLab融合技术 ='1hvv/ 6v%ePFul ndN*X' ]D,_<Kk
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