摘要
Z?1OdoT- 0HbJKix! 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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#IX&9 aFB} :p-Y7CSSu 建模任务
\4s;!R! UqtHxEI%R~ 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。
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#nEL~& i6>R qP!69 光源 $Jf9;. • 基模高斯
光束 ")M;+<c"l • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
_4R,Ej} • 波长 488 nm
zilaP)5x6 (hf zM+2 Littrow配置
~ hm`uP ?}sOG?{ • 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。
C EqZ:c treXOC9^B8 • 空气中反射的光栅方程:
<]Y[XI(kr 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
"{(
[! Gah lS*W • 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:
kp`0erJqw I,j3bC • 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):
3w'W~ ~zyQ('
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3h&bZ 系统构建模块-光源和组件
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Y/P]5: =h ;3UvkN 使用参数耦合
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\#bJ 2U%qCfh6| 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。
W)-hU~^OM RVP 18ub.S 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。
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}17bV, t fuyl/bx} 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
-eL'KO5' QUp?i
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。
GP]TnQ<*; <E}N=J'uJ
C BlXC7_Mi .,mM%w,^O 1阶反射探测器的定位(R1)
\7
Mq $d g7Z9F[d R1探测器定位步骤:
q?iCc c oD,C<[(p 绕y轴旋转-2θ
>zR14VO`_|
UE7'B?
沿着x方向移动探测器,ΔxR1
T*\$<- ^ ;eh/_hPM
s##Ay{ SG`)PW? 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
F[`vH /e<5Np\X
fq(5Lfe} o^PuhVu
KpGUq0d@ 位置自动配置
kaO{#i2- 5H!%0LrJg= 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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8KKz5\kn7 物理光学
模拟结果(归一化)
LP?P=c X<FOn7qf
Y Z\@)D; e>!E=J)j 物理光学仿真结果
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`sxN!Jj? @<5Tba>SC VirtualLab融合技术
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