摘要
L(<*)No Wx}8T[A} 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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~9]hV7y5C 3?9IJ5p 建模任务
Q#X8u-~ o Q2Fjj 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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=F~S?y )JLdO*H 光源 u#$]?($}d • 基模高斯
光束 *boR`[Ond • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
KIf dafRL • 波长 488 nm
w^|*m/h|@u /GN<\_o=q Littrow配置
vn!3l1\+J k 8[n+^ • 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。
R6 .hA_ih BC#C9|n • 空气中反射的光栅方程:
+H-6e P 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
jyUjlYAAv` r&JgLC( • 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:
W)2p@j59A :Zbg9`d* • 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):
XB^'K2 z6=Z\P+
gnOt+W8
wPd3F.<$ 系统构建模块-光源和组件
6:[dj*KGmT Lv;^My
4{U T!WIi 'Ym9;~(@R 使用参数耦合
D9=KXo^ @s;;O\
q460iL7yF} x.!V^HQSN 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。
XK3tgaH DS(}<HK{ 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。
{j?FNOJn $oID(P
u<tbbKM (ylTp]~mR- 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
x_N'TjS^{ &tLgG4pd 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
d9fC<Tp I(L,8n5
{M4gF8(M mP~QWx![N 1阶反射探测器的定位(R1)
JxdDC^> 0 ~S"+S/z/k R1探测器定位步骤:
#4Rx]zW^% BDW^7[n 绕y轴旋转-2θ
8oy^Xc+
45@ I *` 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
VGy<")8D/ Ha0M)0Anv
S}m)OmrmA Cx@);4arj 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
gZ3u=uME abmYA#
r"gJX FF`T\&u
:1.L}4"gg 位置自动配置
ul6]!Iy urs,34h 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
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.GPT!lDc 物理光学
模拟结果(归一化)
I#Y22&G1 7?!d^$B
]KKS"0a 5K1)1E/Fu 物理光学仿真结果
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\ VirtualLab融合技术
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