摘要
{fX4 v}cm-_*v 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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- '8|D!>v2 ?8~$du$ 建模任务
}!.7QpA$ JG4&eK$- VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
b<[eBXe :ss9-
m\~[^H~g >U) ,^H( 光源 a%-Yl%# • 基模高斯
光束 "#m*`n • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
6=H-H\iw • 波长 488 nm
tPp}/a%D p=r{ODw#3 Littrow配置
r@n% 7unu-P<C • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
-eNi;u 1}'Jbj"/ • 空气中反射的光栅方程:
ev+NKUi= 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Wh4lz~D\@ fc\hQXYv • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
Bq2}nDP dm.3. xXq • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
:Mt/6} |]B]0J#_
({i|
w'qV~rN~tc 系统构建模块-光源和组件
l_kH^ET }Rf }
iG
X0C\87xfG ~MQN& 使用参数耦合
}M9'N%PU I~mw\K{.3M
82w<q( g6*}&.& 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
dk3\~m%Pv km3-Hp1 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
xr?r3Y~^e JUXK}0d%eN
JE?XZp@V ?dTz?C.w 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
Lh. L~M1X Dljq 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
+)F8YMg
e Q.8Jgel1
\ oL+O| OrRve$U*| 1阶反射探测器的定位(R1)
I/@Xr D1Fc7!TV R1探测器定位步骤:
|X_yL3`Zb hz/5k%%UX 绕y轴旋转-2θ
=!{dKz-&
!}vz_6) 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
i\PN D)!k
iI_Fbw8 M1oCa,8M+ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
ricDP 9#a >o[T#U
bGSgph Y${ $7+@
]w')~yk 位置自动配置
HWHGxg['r L'Wcb
=; 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。
$U6)km4 M2m@N-+R
Uh7kB`2 物理光学
模拟结果(归一化)
lw Kr$X4 H-S28%.
K1 $Z=]a+ a1j6-p 物理光学仿真结果
&-{4JSII +^%F8GB
_-h3>.;h9 aFbA=6 VirtualLab融合技术
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