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    [技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-01-08
    关键词: 闪耀光栅
    摘要 LNM#\fb  
    |]]Rp  
    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。 q6eD{/4a1  
    S&MF; E6  
    T)MZ`dM  
    `}~NZ  
    建模任务 q=;U(,Y  
    Em/? 4&  
    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。 7&1 dr  
    Je=k.pO1  
    B X Et]+Q  
    /,JL \b  
    光源 `9Q O'^)  
    • 基模高斯光束 W&e}*  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) nmClP  
    • 波长 488 nm CMU\DO  
    7$7#z\VWu  
    Littrow配置 Og2G0sWRf  
    2@:Ztt6~  
    • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 i(0%cNP7  
    e?fA3Fug  
    • 空气中反射的光栅方程: fDKV`  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 Ummoph7_@  
    &@z M<A  
    • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: ShJBOaE; -  
    I?KGb:]|  
    • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): }=s64O 9j  
    7? qRz  
    2I0Zr;\f  
    R&MetQ~-{  
    系统构建模块-光源和组件 cR!Mn$m  
    |[MtUWEW  
    ~) vz`bD1  
    *q0vp^?  
    使用参数耦合 SD]rYIu+  
    !^qpV7./l  
    \'>d.'d  
    Wqas1yL_  
    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。 T;{"lp.  
    C$^WW}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。 $mut v=IO  
    [*d<LAnuWP  
    m&k l_f7  
    9lc{{)m2)  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 p~h [4hP  
    AzFS6<_  
    在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 9&'HhJm  
    RpU.v `  
    l vfplA  
    b^WF R   
    1阶反射探测器的定位(R1) qw}. QwPT  
    52'0l>  
    R1探测器定位步骤: D[<~^R;*  
    58gkE94  
    绕y轴旋转-2θ "1ov<  
    eOs4c`  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 v6O5n(5,,  
    l#rr--];  
    `W'S'?$  
    q;9OqArq  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 `WlQ<QEi  
    HKG8X="  
    0EBHR Y_F  
    :;N2hnHoG  
    j&"GE':Y  
    位置自动配置 =iE)vY,?"}  
    <& iLMb:%  
    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。 .*nr3dY  
    "hLm wz|a  
    UaM&/K9  
    物理光学模拟结果(归一化) |!uC [=  
    2R~[B]2"r  
    R|R3Ob.e  
    $c7Utm s  
    物理光学仿真结果 >W^)1E,Qh  
    7nk3^$|  
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    %QFeQ(b/(  
    VirtualLab融合技术 DUyUA'*4n|  
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