摘要
X2gz6|WJ J3G7zu8 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。
|) Pi6Y W/r^ugDV
(S oo<.9~ TFy7HX\Oq 建模任务
4\p-TPM 0KAj]5nvb 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。
55-D\n< zE`R,:VI
8Mu;U3cIW :
,p||_G& 光源 :Q_x/+- • 基模高斯
光束 )47MFNr~> • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
?+r!z • 波长 488 nm
qX$u4I!, LmQ/#Gx Littrow配置
m=TJDr- TY.F pW • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
0Q~@F3N-\> .0|=[| • 空气中反射的光栅方程:
%M&3VQ9w 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Rg* J} \cQ .|S • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
5)'P'kVi7. B8m_'!;; • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
"+|L_iuNQ Y-p<qL|_
7byCc_,
K>1X}ZMdD( 系统构建模块-光源和组件
xd8
*<,Wj jxw_*^w"
59*M"1['Q <\@1Zz@ms 使用参数耦合
ip``v0Nf U,;xZe
dvjTyX WM,i:P)b 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
A+
0,i d~*TIN8Ke~ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
/smiopFcq Lw*]EG|?
Q_zr\RM> q0O&UE)6Y 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
/\=MBUN [VSU"AJY 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
+.Bmkim 7=P^_LcU
fSA)G$b] Cca0](R*& 1阶反射探测器的定位(R1)
op7FZHs Yck~xt&] R1探测器定位步骤:
g4&jo_3:p wJG$c-(\0 绕y轴旋转-2θ
u&]vd /
XU-m"_t 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
mlu 3K N.j
"S'(i
Q:MhjkOr} lKV"Mh+6 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
wW`}VKu ?m;;D'1j
$Ui&D
I |L:Cn J
4TRG.$2[ 位置自动配置
qpqokK {CUk1+ 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
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H:S,\D?%2x 物理光学
模拟结果(归一化)
ZR3nK0 d^V$Z6*
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?tYpc_p# y79qwM. 物理光学仿真结果
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!3}deY8;# j9y3hQ+q VirtualLab融合技术
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