摘要
NpIx\\d V u`O%[Q/ 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。
pzPm(M1^X QE8aYPSFf
z'FJx2 XZk?aik}` 建模任务
Lb>UraUvL wv eej@zs 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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uk(|c-_]~c mJ3|UClPS 光源 0y"Ra%Y • 基模高斯
光束 ny. YkN2 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
6,*o;<k[ • 波长 488 nm
aNW!Y':*
3]X~bQAw Littrow配置
S1R:/9
z q-;z!iq|! • 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。
kh'R/Dt o y'GAc/ • 空气中反射的光栅方程:
Y_}DF.>I P 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Z\`i~ h!"|Q"18 • 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:
e uF@SS 9?
#pqw • 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):
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b\U p(] 系统构建模块-光源和组件
"[*W=6m0 Wn9b</tf
0PK*ULwSN \*C}[D 使用参数耦合
Xiyh3/%yy -<'&"-
{=Y.Z1E: .mse.$TK.^ 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
nEZoF j^g^=uau 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
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8mCL3F ,DHiM-v 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
pm*6&, Mpm#a0f 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
0 ;b%@_E ?W %9H\;
6+MZ39xC yH<^txNF 1阶反射探测器的定位(R1)
483BrFV SLa\F R1探测器定位步骤:
9K>$ 5df~] -=0Y 绕y轴旋转-2θ
O;NQJ$^bI
!;YmLJk;hN 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
*
7ki$f! ]yxRaW9f
f2sv$#' l>i<J1 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
8h&Ed=gi _VeZlk7k
.{-&3++WZ .}}w@NO
^_5Nh^ 位置自动配置
.@Z-<P" ;xnJ+$//U 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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K%) K$/A 物理光学
模拟结果(归一化)
p&nIUx" Yy4?|wVl
n]/7UH}(<& A;t6duBDf/ 物理光学仿真结果
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7Ca+Pe}/n, a'LM6A8~x VirtualLab融合技术
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