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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。 jV>raCK_ %,6#2X nX%
#\.,? A}9 #h8Sq~0 建模任务 v9w'!C)b s:#V(<J 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。
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光源 2jg- • 基模高斯光束 #fM#p+v • 小发散度(半角div. 0.005 deg) \?0&0;5 • 波长 488 nm / ';0H_ yp KUkH/ Littrow配置 w+#C-&z ;V*R*R • 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。 j9?}j#@ ]iN'x?Fo • 空气中反射的光栅方程: )Dw,q~xgg0 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 .aAL]-Rj
uxtWybv • 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: tyXuG< ?Z Rs\+{vG • 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): \Xm,OE_v" .S(TxksCz
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aM4% 系统构建模块-光源和组件 *1p|5!4c KIui(n#/ Co (.:z~ /y _O4 使用参数耦合 5p<ItU$pnL S1p;nK 4
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n$^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。 WG6FQAo^8 |Y$uqRdV 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。 WN{ 9 4L ;% h $@^pAP Hyb3 ;yQ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 \>jLRb|7Ts ;>
_$` 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。 "U!AlZ`g *5vV6][ TH; R TD1 [ 1阶反射探测器的定位(R1) 9o;^[Ql- _hRcc"MS` R1探测器定位步骤: !/}O>v~o qfL~Wp2E; 绕y轴旋转-2θ SSz~YR^}Sr
l>Z5 uSG 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 $FlW1E j E~%jX
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H} 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 <KE 1f7c SH_(rQby ]l1\? I
i`QKH v1BDP<qU2 位置自动配置 ap&?r`Tu 0'V5/W 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。 RIb4!!',c zo +nq%=
q}~3C1 物理光学模拟结果(归一化) JRSSn] pw cxA ^:3 V.O(S\ d]:I(9K 物理光学仿真结果 gCioq. o*DN4oa) q;<h[b? POdUV VirtualLab融合技术 BybW)+~ ^aH\7J@Y aa>xIW,u |?qquD 4=
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