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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。 e%ro7~ E7R%G OH
Z>R@ _(m455HZ 建模任务 $'>iNMtK{p Q'^'G>MBJ VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 r<(UN@T} 5#|&&$)
C=Fu1Hpb CIo`;jt K 光源 !jB}}&Ii • 基模高斯光束 <%wTI<m,- • 小发散度(半角div. 0.005 deg) g*FHZM*N9 • 波长 488 nm ex~"M&^ W!" $g Littrow配置 #"r_ 3 8VU(+%X • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 qB@N|Bb @b 17jmq{ • 空气中反射的光栅方程: y[Dgyt 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 n4{?Odrf r@i)Sluf • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: @mu{*. &
y"Fu= • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): Vr&
GsT :8bq0iqsV
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P5G0fq7 系统构建模块-光源和组件 #sF#<nHZ ncUhCp?' !a V:T&6 )AieO-4* 使用参数耦合 [Pq
|6dz YwH Fn+
>_]Ov:5 )D+eWo 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 %kkDitmI{ KU/QEeqbrp 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 {_4Hsw?s6 Y@UW\d*'%I rcLF:gd]E i,RbIZnJ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 VFq\{@-
% BUi,+NdIk 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 NODg_J~T RJ 4=AA| }YC=q T$FKn 1阶反射探测器的定位(R1) k'F*uS
K4|fmgcy. R1探测器定位步骤: {9P(U\]e]k ]CU)#X<J 绕y轴旋转-2θ 7?_gm>]a
1:DA{ejS 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 1p/_U?H:| %,S:^Rvv
`\ nKPj 6P(jc 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 N7 _rVcDe +Swl$ab 0#Q]>V@rO4 E\Iz:ES^ &'i.W}Ib! 位置自动配置 a|dgK+[ ~S
:8M<aB 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
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]w-W 物理光学模拟结果(归一化) \Yv44*I` X`E}2|q' 1!+0]_8K CAA3-"Cwi 物理光学仿真结果 nhm#_3!6A uE,TEa9; 1]8Hpd 51AA,"2[_ VirtualLab融合技术 $b_~ `09[25? )iPU :q2RgZE
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