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。
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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&1dr 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$7#z\VWu Littrow配置
Og2G0sWRf 2@:Ztt6~ • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
i(0%cNP7 e?fA3Fug • 空气中反射的光栅方程:
fDKV` 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Ummoph7_@ &@z
M<A • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
ShJBOaE; - I?KGb:]| • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
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2I0Zr;\f
R&MetQ~-{ 系统构建模块-光源和组件
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vz`bD1 *q0vp^? 使用参数耦合
SD]rYIu+ !^qpV7./l
\' >d.'d Wqas1yL_ 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
T;{"lp. C$^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。
$mut v=IO [*d<LAnuWP
m&k l_f7 9lc{{)m2) 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
p~h[4hP AzFS6<_ 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
9&'HhJm RpU.v
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l vfplA b^WF
R 1阶反射探测器的定位(R1)
qw}.
QwPT 52' 0l> R1探测器定位步骤:
D[<~^R;* 5 8gkE94 绕y轴旋转-2θ
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eOs 4c` 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
v6O5n(5,, l#rr--];
`W'S'?$ q;9OqArq 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
`WlQ<QEi HKG8X="
0EBHRY_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。
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UaM&/K9 物理光学
模拟结果(归一化)
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R|R3Ob.e $c7Utms 物理光学仿真结果
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