摘要
wcI?. AsOkOS3 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。
+%%Ef] c\\'x\J7
E9"P~ nz Q*J8`J:#^R 建模任务
]?#E5(V@x knsTy0] 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。
VoTnm t(RJc
V4.&"0\n # v,VCbmc 光源 d}Y\;'2, • 基模高斯
光束 _,?<r&>v6 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
jrl'?`O • 波长 488 nm
H`:2J8 ,@#))2<RK Littrow配置
Yi5^#G fUg<+|v* • 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。
pp2,d`01[L nbMxQODk • 空气中反射的光栅方程:
pmIOV~K 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
R|&Rq(ow" fQkfU;5 • 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:
1_of;=9V Mkj` • 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):
XDt MFig 5(+PIKCjC
IOjp'6Yr
YXi'^GU@ 系统构建模块-光源和组件
R.(fo:ve> ;Eer
Jx jP'8 YcaomPo 使用参数耦合
UK7pQt}9 hT0[O
JdK'~-L $\w<.)"# 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
5uidi <?&Y_ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
Bo#,)%80 <y}9Twdy
o
_G,Ph!7 GI[TD?s 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
9Ev<t\B nc2=S^Fqu 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
R[#vFQ l+vD`aJ 3
t4P`#,:8 7'~Oai~r 1阶反射探测器的定位(R1)
I""zg^Rq Pss$[ % R1探测器定位步骤:
IW{}l=D/ X7g@.Oy` 绕y轴旋转-2θ
mM $|cge"
Lhz*o6) 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
rsaN<6#_^Q #hZ`r5GvTj
q^ w@l Ov-Y.+L: 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
VRs|"; ;(3!#4`q(]
sOyL KL<,avC/
J85S'cwZZ 位置自动配置
2bnYYQ14: :u9OD` D 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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f|'0FI 物理光学
模拟结果(归一化)
chE}TK PU2^4h/[`
KbSE=3 B{lj.S`mB 物理光学仿真结果
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}1#prQ0F 4~K%,K+Du VirtualLab融合技术
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