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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。 +'gO%^{l +Xw%X3o)
p*lP9[7 8a8a:d 建模任务 ^yB]_*WJ !Q|a R 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。 ;6PU t'eu>a1D
K_L7a>Fr %HpPTjAW 光源 1 jB0gNe • 基模高斯光束 u|}\Af • 小发散度(半角div. 0.005 deg) }O~D3z4l0 • 波长 488 nm 4dFr~ { HcIJ&".~ Littrow配置 z{OL+-OY Mu`_^gG • 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。 q-Z<.GTq m]U • 空气中反射的光栅方程: LAk
.f 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 I= :yfW agwbjkU/ • 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: GEy7Vb) J&\Q3_vro9 • 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): (v?@evQ M**Sus87Q
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9J7yR}2-F 系统构建模块-光源和组件 IIY_Q9in Y<W9LF Xxh^4vKjX c`3`}&g# 使用参数耦合 16Ka>=G T U_'1 bX38=.up #0r^<Yn 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。 kXhd]7ru Y_n/rD> 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。 cu}(\a KtAEM;g 2&S^\kf 0);5cbV7i 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ?&:N|cltD ^n~Kr1}nj 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。 YvG$2F |_) -n"f>c_{> ~N9k8eT qmpT G:+ 1阶反射探测器的定位(R1) [K
#$W yj_/:eX R1探测器定位步骤: ]vcT2lr] g~21|Sa$[ 绕y轴旋转-2θ )( 3)^/Xz
D#'CRJh;7 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 bl!pKOY 2UYtEJ(?`{
{nSgiqd"28 WVQHb3Pe0 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 do^=Oq07$ uHquJQ4 [r7Hcb R $<{"b t5l<Lm) 位置自动配置 8?L-3/ zhow\l2t} 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。 iDDq<a.A g0jfLv
kS{k=V&hf_ 物理光学模拟结果(归一化) }L Q%% 2IHS)kkT| _\dC<K *> [%LGiCU] 物理光学仿真结果 F',1R"/} p\~ a= Ye|gW=FUR c9H6\ & VirtualLab融合技术 h;E.y
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