摘要
r>`65o jQ_j#_Vle 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。
aC$hg+U$G ek#{!9-
f|_iHY
Y9 ,KOs 建模任务
U)+Yh UMw1&"0: 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。
>t
O(S $q{-)=-BXQ
j#0@%d y%\kgWV 光源 Ah28D!Gor • 基模高斯
光束 hn-9l1~!h • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
5B@+$D[0?3 • 波长 488 nm
O%y. *9((b;Ju Littrow配置
3ePG=^K^ izow=} • 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。
Dw?nf ~k4S~!(U0 • 空气中反射的光栅方程:
+PY LKyS> 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
uG2Hzav gz-}nCSi • 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:
z'MOuz~Y vVmoV0kGt • 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):
y'pAhdF p0UR5A>p
-Yy,L%E]F:
j}'spKxu 系统构建模块-光源和组件
^c!"*L0E mHUQtGAVQ
[&y{z-D> ]4yWcnf 使用参数耦合
m49GCo k+ noC]&4b
`[w:l[i 1p<m>s=D=e 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。
G@ XKE17 U|={LU 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。
34Q l7LQp[ &[}bHX/
r:2G 11[ +HQX]t:Y
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
(2Z-NVU# 9H$#c_zrq 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
ds,NNN<HW x-,+skZs
)"2)r{7: 0~Z>}( 1阶反射探测器的定位(R1)
kqYWa`eE o
nt8q8 R1探测器定位步骤:
,8nu%zcVn (PE x<r1 绕y轴旋转-2θ
nxkbI:+t
K2<"O qp_W 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
1WRQjT=o UR44
iA]
bf|s=,D A'HFpsa 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
h5e(Avk GSIRZJl
9q5jqFQ P3UU~w+s
kHygif
!I4 位置自动配置
)-%3;e<w I !=ew | 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
kAA1+rG =VFi}C/
}lt5!u~} 物理光学
模拟结果(归一化)
"`qmeZ$rg #$2{l,>
@k['c
M?l/_!QB 物理光学仿真结果
m r"b/oM{ /N.xh
#d2XVpO[0 9+H C!Uot VirtualLab融合技术
Cp4 U`] f1s3pr??