摘要
7{)G_?Q& ~ Ei $nV Littrow结构是单色器、
光谱仪和谐振器中一种非常常用的定向
闪耀光栅的方法,其目的是在衍射角等于入射角的情况下获得最高效率。显然,这种类型的
系统对不同元件的位置非常敏感,此外,这些最佳位置十分依赖
波长和光栅的周期。我们在这里提供了一个根据Littrow配置的
光学装置,而且,通过一些编程,即使在波长或光栅周期的变化下,也能保持这些最佳位置。
QQ*hCyw! hz;G$cuEE
J6s`'gFns \FbvHr, 建模任务
u<6<iD3y uD$u2 VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
jk; clwyz/ -aPg#ub
uGf@ h5{'Q$Erl 光源 G_3O]BMKd) • 基模高斯
光束 */)c?)" • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
!*F1q|R • 波长 488 nm
fo*2:?K& G7`ko1- Littrow配置
_(W+S`7Z 6y%qVx#! • 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。
Bw)/DM] LEbB(x;@ • 空气中反射的光栅方程:
N
,'GN[s 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
dh`K`b4I q1$N>;& • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
]_mb7X> N_kMK • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
??-[eB. {3>$[bT
_wbF>z
V%7WUq 系统构建模块-光源和组件
=V,mtT U2tV4_ e
o lR?n(v iTBx\u%{ 使用参数耦合
T6y\| !=*g@mgF
o8V5w!+# 4x=v?g& 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。
a+[KI tzWSA-Li 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。
AP n| \ >Eyt17_H"n
Go`vfm"S )al]*[lY 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
y2Q&s9$Do ,uSMQS-O'4 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
2@n{yYwy Dzpq_F!;V
lK?uXr7^ dc+>m,3$ 1阶反射探测器的定位(R1)
}/0X'o (R[[Z,>w. R1探测器定位步骤:
c?(4t67| 1*P~!2h 绕y轴旋转-2θ
/QK6Rac-
%+aCJu[k(z 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
I13y6= d =m]v8`g
}kw#7m54 EKYY6S2 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
R~TTL yJ[0WY8<kC
A]_7}<<N 2 ~dE<}
$P > 位置自动配置
>2Y=*K,: ^rB8? kt 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
_>o:R$ %} -vAC"8)S
aG-vtld 物理光学
模拟结果(归一化)
3<e=g)F lB8-Z ow
%e8@*~h@ [7:,?$tC 物理光学仿真结果
DHg:8%3x =ke2;}X
R)?*N@.s D5gFXEeh VirtualLab融合技术
G~]Uk*M
q B5,N7z34F