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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。 a,Sw4yJ!Q u^&A W$
T=<@]$? :X"?kK0 V 建模任务 ,y1PbA0m AW%50V VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 Y$o<6[7 ?yZ+D z\
-N6f1>}pE
>/{@C 光源 #||}R[~P" • 基模高斯光束 [v7F1@6b • 小发散度(半角div. 0.005 deg) H[m:0eF'5 • 波长 488 nm ^/uA?h:]\ a Ve'ry Littrow配置 &\#sI9 -#7'r<I9@ • 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。 E{`kaWmC&~ Ki4r<>\l{H • 空气中反射的光栅方程: Q`~jw>x 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 Amp#GR1CA A mvEf • 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: u6?Q3
bvI |<HPn4
,X • 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): m];]7uB5= u&^b~#T
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YA''2Ii 系统构建模块-光源和组件 C'G/AU rr+|Zt
Y R"4Vtww 8H;t_B 使用参数耦合 oNr-Q& C, Ua<5U5 3("_Z% d<% z
1Dj2 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。 I+BHstF5um eds o2 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。 ]-PH^H 3e
#p@sB hM@
H A H0:E(}@ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Bs13^^hu t,QyfN 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。 X]'{(?Ch lun#^ J ;t'5},(FP .nB0 h 1阶反射探测器的定位(R1) <
nXL >5_2_Y$" R1探测器定位步骤: ~F7-HaQJ XO`0>^g 绕y轴旋转-2θ hwu]Er.gn
3Iua*#<m, 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 d^Inb!%w C^3 <={
4h~iPn'Wl N+++4; 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 ^2+yHw YbR!+ 0\g s2teym,uG ;P;-}u Mc=$/ o 位置自动配置 LyZ.l*h%=m S-Wz our, 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。 b$4"i XSQ $g/SWq
FR$:" 物理光学模拟结果(归一化) N2B|SO'' ADS9DiX/ {K <iih SFO({w( 物理光学仿真结果 _XG/Pp) _
<WJ7 oT^{b\XN )+l\w3^6 VirtualLab融合技术 M1 :uJkO. kv3E4,<9 l H#u
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