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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。 D(Xv shQ R`s /^0
QuF%m^aE TXrC5AJx 建模任务 !pDS*{)E `=CF
|I 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。 4I,@aj46 :()4eK/\
E}"&?oY ?]paAP;4 光源 ^Jc~G~x4* • 基模高斯光束 ^!kvgm<{$ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) b[BSUdCB • 波长 488 nm 1
C[#]krh ,ew<T{PL Littrow配置 r-[z!S
9)f1CC] • 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。 Bv9;q3]z- 7&HP2r • 空气中反射的光栅方程: ;>Z#1~8 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 QjZ}*p iB]kn(2C • 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: YK}(VF?& `_<AZ{&& • 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): x`B:M7+\ Tri.>@-u
%lV>Nc|iz=
]JhtO{ 系统构建模块-光源和组件 U*6-Y%7 );,#H`' ^//N-?Fx gHox{*hb[ 使用参数耦合 6^ /C+zuX TOBAh.1 w#JF7; pw(`+x] 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。 8#kFS@ ^2=Jv.2{| 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。 4Y-9W2s |
sQ5`lV? OSSMIPr x80~j(uVf 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ]k,fEn( q<;9!2py
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。 Mq*Sp
UR FE_n+^|k< `qfVgT=2 'fg`td 1阶反射探测器的定位(R1) 6\E |` 5Impv3qaZ R1探测器定位步骤: 69IBG,N' !XtbZ- 绕y轴旋转-2θ OZISh?
XPY66VC&_ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 Z#oo8 M8g=t[\
HVk3F|]V n
P 69W 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 H=wmN0s{< $'&`k,a3|P mBnC]$<R aV>w($tdd \kg2pF[V 位置自动配置 pf2$%lE mFo6f\DHr` 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。 Q 2tGe~H WOg_Pn9HI
AS8T! 物理光学模拟结果(归一化) +$v$P!), Q)Ppx 7) MKQa&Dvw }}Q|O]e 物理光学仿真结果 73]%^kx= g0iV#i zlXkD~GV 5))?,YkrrI VirtualLab融合技术 "5>p]u> -
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