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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。 d7g3VF<j y(^hlX6gQ
E5>y?N bSK> p3 建模任务 -w>2!@8 OrN~ Y#D 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。 \J]qd4tF d&N[\5q
{x&"b - [I
XX#^F 光源 UW!*=?h • 基模高斯光束 S"}G/lBx. • 小发散度(半角div. 0.005 deg) 8-f2$ • 波长 488 nm 1[?
xU:;9 \{g;|Z1 Littrow配置 !YM;5vte+ dfU 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。 (x+C=1, {pzu1* • 空气中反射的光栅方程: h'QEwW 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 APne! 1Tb'f^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: Qp]-:b 0$saDmED • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): r~<I5MZY y2_^lW%
S2^Ckg
mN!5JZ'2 系统构建模块-光源和组件 f@G3,u!]i ;!k{{Xndd ~7kIe+V <Z0N)0| 使用参数耦合 hny(:Dj Rt%3\?rf 834E
]2 yf lt2 R 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 G!%Cc0d"7 t;^NgkP{$ 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。 TgDx3U[ ;z>?-
j #3+-vyZm K6 {0`'x 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 %-A #7\ |aaoi4OJ 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。 31FQ=(K N9|v%-_?) P%CNu Vk3xWD~ 1阶反射探测器的定位(R1) qGH
s2Og ;aI`4; R1探测器定位步骤: !awsQ!e| {H\(H_X 绕y轴旋转-2θ ;Wo\MN
Os9;;^k 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 D09/(%4j v ?9
_&]B ME9jN{ le 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 qjtrU#n 2V-zmyJs5 ,j'>}'wG) 6)@Y 41H]C O<:"Irq\qr 位置自动配置 0\Q/$#3 7,pn0,HI 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 XSw!_d C2Pw;iK_t
_xHEA2e! 物理光学模拟结果(归一化) <c X\|dM ['G@`e*\ (,i&pgVZ EWr8=@iU 物理光学仿真结果 ZQ0R3=52r O%Mi`\W@ o'`:$
( O< \i{4}} VirtualLab融合技术 IKm_YQ$XOy ]P5|V4FXo /W vgC) rEM#J"wF
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