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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。 ';xp+,'}\ @]etW>F_
QYc/f"9 X3'd~!a) 建模任务 >?[?W|k7V [*1:?mD$ 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。 v^aI+p6 Zi{vEI ]
/sr.MT %OOy90b2 光源 (L`IL e*
• 基模高斯光束 5E^P2Mlc • 小发散度(半角div. 0.005 deg) j{YIVX
• 波长 488 nm 8ib e#jlg MavidkS
Littrow配置 gts09{"}Y Kx02 2rgDU • 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。 }Z)YK}_1 e[6Me[b • 空气中反射的光栅方程: Z-3("%_$/ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 kRV]`'u, mc4|@p* • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: rJ(A O'= B.L _EIw • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): +wfZFJ:1l [9yd29pQ]
hPuF:iiQ4
.Hg{$SAC(w 系统构建模块-光源和组件 `4wy
*!] `yh][gqVE~ <5zr|BTF]F h{ZK;(u$ 使用参数耦合 1n[wk'}qf4 9Y?``QBN 'p)DJUwt {LT2^gy= 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。 2 ,krVb?< XB a^
A 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。 }\1V%c nfh<3v|kvR N{<5)L~Y Y.kc,~vYL 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 G=l:v 4#W*f3d[@: 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。 %Vfr#j$= [LrO"9q( +_jM$?:F} r@PVSH/ 1阶反射探测器的定位(R1) _o&NbDH V P(JV R1探测器定位步骤: %vbov}R j+e
s 绕y轴旋转-2θ nI] zRduC
J!">L+Zcx 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 N*\ri0 aSI%!Vg.
ilZQ/hOBH '<'5BeU 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 "whs?^/ >h.HW x4,[5N"}YK 7jGfQ _Ud! tK*H 位置自动配置 ?1r<`o3l\ ( X+2vN 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。 dF5y'
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?Ss~!38 物理光学模拟结果(归一化) :ciD!Ly 2`A[< |