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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。 l_o@miG/ `|{-+m
=]6%G7T `UD/}j@ 建模任务 ar__ Pf6r )wC?T 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。 z\K"Rg~J yXSFjcoB
^hc!FD .E`\MtA 光源 8K:y\1 • 基模高斯光束 NW]Lj>0Y • 小发散度(半角div. 0.005 deg) vHyC; 4' • 波长 488 nm 63\/ *
NNB hs^zTZ_ Littrow配置 t;W0"ci9 3EJj9}#x"' • 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。 [pbo4e,4O [<n2Uz7MP • 空气中反射的光栅方程: $xzAv{ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 ]Lf{Jboo 8aK)#tNWN • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: t^+ik1. cpL7!>^= • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): _K]_
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%|auAq&w 系统构建模块-光源和组件 z[b@V Y~c|hfL e>6y%v; ns9U/:L 使用参数耦合 |XQIfW]A L-ET<'u ck:T,F{} 6a[}'/ 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 6HT;#Znn {m4b(t`xw 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 s^Y"' ` + :ci5r;^ NCiW^#b KI)M JG:t 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 C[ NSkr [4YTDEv% 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 3eb%OEMYk Rw"sJ) / r(:5kC8K U;YC}r 1阶反射探测器的定位(R1) N-G1h?e4 * aN R1探测器定位步骤: 8[a=OP [)H&'5 +F 绕y轴旋转-2θ y&6FybIz
WffQ :L? 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 NSxoF3 !\-{D$E?H
`.E[}W HJ9Kz^TnC 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 *w|:~g d(\%Os Zq^At+8+ *1uKr9 o)h_H; 位置自动配置
CuFSeRe '.on)Zd. 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_Vs.M.p C_(
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E%yNa]\P 物理光学模拟结果(归一化) @Pm>sY}d<I qB~rQPa +NeOSQSj /$i.0$L
物理光学仿真结果 d?ex,f. 7r7YNn/? b+%f+zz*h PY_u/<u VirtualLab融合技术 |LRedD7n P2NQHX
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