摘要
lFyDH{! QH9t |l 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。
]2wxqglh) 4}uOut
|j`73@6 Km8aHc]O~ 建模任务
~I@lsCh WI/tWj0 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。
Tn#Co$< $ItjVc@U
wwB3m& dWvVK("Wj 光源 WQ.0} n}d • 基模高斯
光束 rTIu' • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
ZP<<cyY • 波长 488 nm
nTEN&8Y>R xf]K Littrow配置
+1!iwmch> sI!H=bp-8 • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
67II9\/ T`ibulp • 空气中反射的光栅方程:
,|({[9jA 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
9qB0F_xl I4X9RYB6c • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
dz] 5s l4oyF|oJTH • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
ukW&\ #hZ$;1.
_{K mj,q
-)`_w^Ox 系统构建模块-光源和组件
YNEwX$)M,B J~k9jeq9
l<`> J,2V&WuV0r 使用参数耦合
"+F'WCJ-(* 52e>f5m.
iAwEnQ3h !qt2,V 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
o8bd L< ;Y?MbD 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
9{toPED TN2Ln?[xU
-Uwxmy + ai{>rO3 }I 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
7Q}pKq]P t~) P1Lof\ 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
BNu >/zGpB %=`JWLLG
ysW})#7X dZU#lg 1阶反射探测器的定位(R1)
)(G9[DG z%82Vt!a5 R1探测器定位步骤:
P0m3IH) HEF
e? 绕y轴旋转-2θ
L8VOiK=,
ZSC*{dD$E 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
Ax;[ Em?I ju"z
m9 h '!X< U lYFloZ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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jf~](TK G,u=ngZ]
[n2B6Px 位置自动配置
utlr|m Xc wVBKVb9N 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。
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;CYoc4e 物理光学
模拟结果(归一化)
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/( Wq T8XrmR&?PX 物理光学仿真结果
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