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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。 yJF 2 FYp|oD2=1
5dg-d\6S ?(fQ<i n 建模任务 7vii9Am7 F5<"ktnI 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。 F9Ifw><XM Oyi;bb<#
nw~/~eM5= QpdujtH` 光源 t)\D • 基模高斯光束 b ^uP^](J • 小发散度(半角div. 0.005 deg) =@Q#dDnFu% • 波长 488 nm }V\P,ck q:TZ=bs^ Littrow配置 X*TuQ\T QN)/,=# • 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。 J!=](s5| Bv2z4D4f+ • 空气中反射的光栅方程: kb/|;! 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 [54@i rH v(qV\:s}m • 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: aEcktg6h +CsI,Uf4* • 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): ,"P5D&,_ ML=hKwCA
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[T 6 系统构建模块-光源和组件 @m+pr\h( j~+[uzW98 n%83jep9 @?<N +qdH> 使用参数耦合 mtSNl|O&{ s,eld@ Fv?R\`52u DZHrR:q?e 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。 }ZEfT] 4q\.I+r^ 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。 LVPt*S= / ,H.(\p_N Ybs=W<- 1VhoJGH;C 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Ck ~V5 uB5h9&57 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。 .\z|Fr =$"zqa.B6 .jU|gf:x B(4:_j\2 1阶反射探测器的定位(R1) y)?W-5zL kWZ/ej R1探测器定位步骤: Nw9-pQ |1dEs,z\ 绕y轴旋转-2θ WmT}t
8w{#R{w 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 eh({K;> Z$OF|ZZQ
q|47;bK' &rl]$Mtt 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 '8r8
^g[ 4i+PiD:H 68&6J's; GL;x:2XA eZN3H"H 位置自动配置 H6%!v1 u O?C-nw6kP 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 z:ru68 D,}'E0
ps!5HZ2: 物理光学模拟结果(归一化) %!ER @&1f& 5{R#h : Se^/VVm :/yr(V{ 物理光学仿真结果 b2/N H1A an$]IN !^>LOH>j ,E*a$cCw VirtualLab融合技术 *O(/UVuD\ 9I`Mm}v@ xY\*L:TwW 4i[v
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