摘要
.d6b?t _rg*K 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。
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'<$*N /ke[nr 建模任务
$WXO1o(O 6)c-s|# VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
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"U/yq 6^lix9q7 光源 B=~uJUr • 基模高斯
光束 a7!{`fR5 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
a"l\_D'.K8 • 波长 488 nm
>qBJK)LHOv Xl:.`{5L Littrow配置
dQ_hlx!J p3>Md?e • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
rv`GOta* R90#T6^ • 空气中反射的光栅方程:
4'TssRot@h 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
=;(L$:l~ |{JI=$ • 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:
7'#_uAQR k136n#KN1 • 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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KcUR
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%=$Knc_!T^ 系统构建模块-光源和组件
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ra2{8 x =K_&@|f+B 使用参数耦合
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m>RtKCtP w
^?#xU1.i 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
FmFjRYA W GaV} @Q 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
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^C92R"*Qu [H{@<* 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
_zJ /z F`GXho[ 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
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mkhWbzD'S dS\!tdHP-Q 1阶反射探测器的定位(R1)
u:Ye`]~o '1(6@5tyWk R1探测器定位步骤:
*nc3A[B#C evpy%/D 绕y轴旋转-2θ
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p<z eaf0W 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
*[m:4\ 3=^)=yOd
O#t[YP QBG jH^kL 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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*X{7m]5 位置自动配置
\.}ZvM$ u!&T}i: 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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IC (:RtJ 物理光学
模拟结果(归一化)
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o"FR%% 5ba e- 物理光学仿真结果
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wy8Q=X:vP ;obOr~Jx'5 VirtualLab融合技术
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