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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。 f>Td)s1
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&R-H"kK? 建模任务 3HV%4nZLf tOdT[& 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。 cSP*f0n,eo L wJ0
l3i,K^YL _uxPx 21g} 光源 m7]hJ,0 • 基模高斯光束 @ CsV]97` • 小发散度(半角div. 0.005 deg) &M&{yc*% • 波长 488 nm !4#"!Md4o g;p)n Littrow配置 MEZ{j%-a KlxN~/gyik • 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。 7G2PMe;$m h#YD~!aJ • 空气中反射的光栅方程: P8yIegPY 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 T8J4C=?/ FVWfDQ$&v • 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: Rhgj&4 n[+'OU[ • 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): qojXrSb"y ]TpU"JD
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:>3=gex@^0 系统构建模块-光源和组件 @|-OJ4[5 @M;(K<%h h^|5|l 'A{h iY 使用参数耦合 L^Wz vv] w_-+o^ X~U >LLr mO rWJ~= 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。 cSD{$B: I+?hG6NM 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。 _]>JB0IY C*~aSl7 f4t.f*# !>.vh]8g 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 a' FN 3 y=N"=Z 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。 qt?*MyfV &_-](w` f[~1<;|- Q\_{d0
0 1阶反射探测器的定位(R1) $xW**& o
\L!(hm R1探测器定位步骤: 85Y|CN] vQ **;p(CI 绕y轴旋转-2θ .(Y6$[#@
oVO.@M# 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 4jwu'7Q f?UzD#50D
%_)zWlN i.a _C'<$ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 }0/a\ JSVeU54T^< /XpSe<3 4MvC]_& pA4 ,@O 位置自动配置 ocA]M=3~k -;c 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。 %vqT#+x C7"HQQ
w9~k]5 物理光学模拟结果(归一化) _n O.- WStnzVe !$xu(D. dk5|@?pe 物理光学仿真结果 Wr%7~y*K ;)/@Xx " ~Q*XN2 8C&x MA^ VirtualLab融合技术 KCqqJ}G #uvJH8)D ?l6jG \9m*(_Qf
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