摘要
w&H>`l06
E'{:HX 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。
]mtiIu[ <!m.+
v+x<X5u T^^7@\vDI 建模任务
Rp2h[_> G_=i#Tu[ 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。
q'S[TFMNE UucX1%
O8#]7\) :7X4VHw/ 光源 0@?m"|G • 基模高斯
光束 OH>Gc-V • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
?wkT=mv • 波长 488 nm
s2,6aW C cu1!WD Littrow配置
p,z>:3M *P\lzM • 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。
cPZ\iGy L=;T$4+p • 空气中反射的光栅方程:
ih)\P0wed 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
x$jLB&+ICz a=ZVKb • 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:
"a;$uW@.6 =),ZZD#J • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
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j#F 7)D[ }UXz
RU/WI<O
@>VX]Qe^X 系统构建模块-光源和组件
&jEw(P&_ ?i0u)<H
6miXaAA8 ;C =d(
pY 使用参数耦合
8)iI=,T* Wx#l}nD
>P(.yQ8&kL s w>B 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
19R~&E's z{BgAI, 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
aW_Y fif'ptK
7?g({] LsGO~EiJ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
`yl|NL A]QGaWK 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
21<Sfsc$
)]w&DNc
~)pZ5%C 9`qw,X&AK_ 1阶反射探测器的定位(R1)
BJHWx,v GZ5 DI+3 R1探测器定位步骤:
i\
7JQZ ' p!&&.% 绕y轴旋转-2θ
Yt_tAm
pdN8hJ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
!+Cc^{ +5O^{Ce6
vfT
@;` }|/<!l+;$ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
{LKW%G7 9;*B*S~znW
LhF;A~L _W Hi<,-
=<(6yu_ 位置自动配置
qOD^P Mf5*Wjz.Mc 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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ou)0tX3j 物理光学
模拟结果(归一化)
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Ug#B( }/ ,{ 0&NX 物理光学仿真结果
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{ O=_c|u{N 66WJ=?JV VirtualLab融合技术
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