摘要
S:GTc QU Q>%E`h 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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O]`U ccMd/ 建模任务
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V5^- 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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bd{\{[^S! m1y `v" 光源 -TZ^ ~s • 基模高斯
光束 y@ . b
4 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
r?$&Z^ • 波长 488 nm
0_HJ.g! JMePI%#8 Littrow配置
Hz? ,#>{ T 9MzUV& • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
.hne)K%={y cNeiD@t3V& • 空气中反射的光栅方程:
)Y[/! 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
r0u J$/! ,!H\^Vfl • 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:
453
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@ExLh9 • 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):
WKOI\ Gw`/.0
OPLl*bnf
Ys%'#f 系统构建模块-光源和组件
-#OwJ*-U C[0MA ,^
23k)X"5 q;No"_aAd 使用参数耦合
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``6{T1fQS jm+blB^%K 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。
F {/>u(@3 n{$}#NdV 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
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1wlVz#f. y:C)%cv}* 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
bl`D+/V Qxky^:B 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
\#2
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"R8.P/ 3 y]7%$*
< 1阶反射探测器的定位(R1)
@ "0uM?_)- fw:7U%MGv R1探测器定位步骤:
HS(U4 J ZA*{n2 绕y轴旋转-2θ
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y7nV4 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
^K"ZJ6?+1 rykj2/O
]I8]mUiUH WqR7uiCi 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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H<$pHyxU ~Po\ En
qg|Ox*_od" 位置自动配置
p%tE v K[*h+YO 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。
ed=n``P~} 0u>yT?jP
^u3*hl}YKy 物理光学
模拟结果(归一化)
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/q T E xm^N8 物理光学仿真结果
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_a fciyso Ndo}Tk! VirtualLab融合技术
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