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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。 U$a Eby. w+VeT @
>}QRMn|@H Ke[doQ#c 建模任务 r})2-3ZA9 f@l 6]z{.L VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 1lyJ;6i6L #1R_*
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"cjZ6^Hum 0?uX}8w 光源 )
Kfk\ • 基模高斯光束 #QJ
mAA • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
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+ • 波长 488 nm 8D]:>[|E *nNzhcuR Littrow配置 Mq) n=M :1u>T3L.z • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 /=Ug}%. 9dA(f~ • 空气中反射的光栅方程: ,2S
<#p! 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 Cus=UzL ||
?B1 • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: GkMNV7"m J#Fe" • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): y8: 0VZox FD(zj ^*
{frEVHw
IV^LYu 系统构建模块-光源和组件 FtN1ZZ"<* j)\g0u6 ~Wu Elns UCYhaD@sP 使用参数耦合 a:@9GmtV& mm$D1=h{| RBx`<iBe I^Ichn 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。 !s,<hU# &Pxt6M\d 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。 kFv\V 1=#r$H 322W"qduTZ q?z6|]M|u 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 <mHptgd, $N;!. 5lX3 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 }7hpx!s, gT @YG; oT
8
80$P35Q" 1阶反射探测器的定位(R1) 1W~-C B> +C;ZO6%w R1探测器定位步骤: Y=X"YH| OdQ>h$ gZ 绕y轴旋转-2θ 7^sU/3z
0vG}c5;F 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
OfTcF_% *wt yyP@
g|<)J-`Q 2BH>TmS 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 > 0 !J]gK =\4w" /Y &_4A6 5K'EuI) QXJD'c 位置自动配置 ?f']*pD8 e"r'z
n 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。 JoW*)3Z 6AUzS4O
QZ{&7mc> 物理光学模拟结果(归一化) (/YC\x? `H$s-PX d\;M F 3JW9G04. 物理光学仿真结果 ?]fBds= -Qnnzp$] Aog3d\1$ ';aPoaO % VirtualLab融合技术 I-/PzL<W P >[|:cz TeqFy( Dr
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