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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。 #21t8 Wbra*LNU
GJLe733o *21foBfqh 建模任务 P`ZYm ? |}%A9 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%>x uIeD.I'@{5
L"Vi:zdp .LQvjK[N 光源 ??MF8uv • 基模高斯光束 A]x'!qa@= • 小发散度(半角div. 0.005 deg) !/]vt?v#^ • 波长 488 nm RCCI}ovU cwK+{*ZH/ Littrow配置 =A yDVWpE *d%U]Hby, • 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。 <Oyxzs
>R&=mo~ • 空气中反射的光栅方程: Adyv>T9 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 P R{y84$ yEvuTgDv • 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: !X 8<;e}2 d|~A>YZ • 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): B^{87YR M?yWFqFt9m
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`% a+LU2 系统构建模块-光源和组件 oJ<Wh @ NEY
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2/T] 使用参数耦合 P#8]m( `;'fCO! A&dNCB
4h zS 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。 P2Or|_z "q'9-lk 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。 vU|.Gw e.Y*=P}D :zL.dJwa s</llJ$ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Nvef+L,v 'yq'J) 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。 tG{? &;V3[
*W" %s#`i$|z*n C}~/(;1V= 1阶反射探测器的定位(R1) e 1k\:]6 9gz"r R1探测器定位步骤: &dC #nw X?F$jX|c 绕y轴旋转-2θ N$jI&SI?}
jE&Onzc 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 te+5@k#t .QhH!#Y2D
l5jW`cl1 R+s_uwS 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 X>
*o\ &M,"%w! SwDUg}M~ >QusXD"L> MKuy?mri~ 位置自动配置 7 -(LWH OoFQ@zE7% 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 <?TJ- MI!JZI$z5
L-ZJ[#D 物理光学模拟结果(归一化) AlQ!Q)y<@ C+WHg-l Efb S*f5 }/Wd9x 物理光学仿真结果 IXSCYqoK '(/ZJ88JP =](c7HEQf bW`@9 =E VirtualLab融合技术 =f)S=0U F YLlw:jN ,{C(<1 PAe2hJ
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