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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。 G6Z2[Ej1 DPi%[CRH
[X=-x=S, vKDRjrF- 建模任务 ,~gY'Ql Ym-uElWo
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。 }V?SedsY ~jmHzFkQ
Uw5z]Jck S[{#AX=0 光源 _;{n+i[ • 基模高斯光束 s*:J=+D]G • 小发散度(半角div. 0.005 deg) x9~d_>'A • 波长 488 nm v-X1if1% |~W!Y\l- Littrow配置 Nj qUUkc *\I?gDON • 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。 L\5j"]
}` Tl %#N" • 空气中反射的光栅方程: ZyT9y 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 $Dd IY} "o`N6@[w^ • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: WsQo+Ua }f<.07 • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): %.BbPR 7?h 9n$GeRO
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jhUab], 系统构建模块-光源和组件 X26gl 'U 'u{m37ZJ v1QE|@ o';sHa' 使用参数耦合 7:I`
~ @m ioIUIp+B~u *]p]mzc ( N~[sf?& 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。 HjbC>* .:*V
CDOM 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。 #q%xJ[ D!ToCVos {%'(IJ|5z amK?LDf] 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 DHW;*A- M ZB0vdx 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。 <K%qaf 3lqR(Hh3 mZDrvTI' >
F&Wuf 1阶反射探测器的定位(R1) bg*4Z?[dd :kfHILi R1探测器定位步骤: 3205gI, (!&cfabL 绕y轴旋转-2θ :Oo(w%BD]
:t8(w>oW 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 >;dMumX +#}I^N
0"(5\T z[ B*sbS 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 Xa.Qt.C AKC';J )dbi lV:R8^d p[VBeO^% 位置自动配置 FylL7n + O=wKsGD 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。 6&S;Nrg9 XL>cTM
x'{L %c>L 物理光学模拟结果(归一化) _{)e\n ^rMkCA@;TZ ='q:Io?T bX:Y5o49
物理光学仿真结果 k, & |