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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。 2*-s3 >VK ^zHBDRsb2F
Y&aFAjj lvIKL!;H 建模任务 oBr/CW RF
4u\ \ 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。 +$_W4lf|E2 *ta
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G}CzeLw ow*) 1eo 光源 w{Wz^=';
• 基模高斯光束 imAsE;: • 小发散度(半角div. 0.005 deg) U(DK~#} • 波长 488 nm 7=t4;8|j; {%xwoMVc+ Littrow配置 p q7G[ ~k?7XF I • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 :3$WY< n4+l,~ • 空气中反射的光栅方程: jEsP: H(0^ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 F0%FX`b{{ S1&mY'c • 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: ahA21W`k 4mJ4) • 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): &a% |L=FY 1HG~}E
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7.$0LN/a!Z 系统构建模块-光源和组件 );V6YE zME75;{ u?Jw) ` o ^L3Xiv 使用参数耦合 g4( B=G\j /=A?O\B7 Qx|m{1~- eD/O)X 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 jXkz,]Iy 7udMF3;> 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 y|U3 9(DS"fgC BRbx. oCdWf63D 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ~YKe:K+&z Enn7p9& 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 wq!Gj]B m!5P5U
x &U ]L@]x x?Doe`/6? 1阶反射探测器的定位(R1) f/RzE 72R|zR R1探测器定位步骤: hIu;\dfwk A;n3"" 绕y轴旋转-2θ 7N,E%$QL
I}Uj"m`> 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 ;<d("Yz:@Z ?47q0C
FuiG=quY 2apR7 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 {/G~HoY1i j'FSd*5m QNn\wz_) <QFT>#@T #qY`xH'> 位置自动配置 ?U.+SQ hAtf) 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。 9HrT>{@ FIhq>L.q4
HpY-7QTPJ~ 物理光学模拟结果(归一化) @S\!wjl]C :UM>`Y rpH ,c[D HZC^Q7]hy 物理光学仿真结果 Q.X)QCp#r *Z\B9mx "/[xak!g tIfA]pE VirtualLab融合技术 Uo?g@D xR}^~14Bz NQ~keN -l)vl<}
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