摘要
H_?rbz} o GlJ[rD 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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:|bL2T@>[ uZld9u 建模任务
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6D+@i 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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LGhK)]: c4AJ`f.5 光源 h~#iGs • 基模高斯
光束 /5sn*, • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
KkUK" Vc • 波长 488 nm
Gi)Vr\Q. We y*\@ Littrow配置
as@8L|i* 1WtE ]
D • 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。
Q^ W,)% %2:UsI • 空气中反射的光栅方程:
ejd_ 85$ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
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#)yY • 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:
>*EZZ\eU! DQ8/]Z{H • 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):
)5@P|{FF ovp/DM
k@7#8(3
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J+ 系统构建模块-光源和组件
i`+w.zJOH8 fnX[R2KZ
@K <Onh` L!:NL#M 使用参数耦合
SA'g` 1KUjb@"
L]MWdD gs1yWnSv5 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。
a6 gw6jQ Zv}F?4T~: 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。
b"X1 +[
?!@)
_o9axBJs +=/j+S` 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
Dspvc )<HvIr(xr 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。
KH,f'` &vmk!wAs
lZAGoR;0Ra 5=V"tQ&d9U 1阶反射探测器的定位(R1)
pT=^o 6-\Mf:%B R1探测器定位步骤:
80Y%C-Y: Y-})/zFc 绕y轴旋转-2θ
4AL,=C3
z9
0JZA 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
J3y_JoS jvQ^Vh!mC
_Yo)m|RaB koT3~FK 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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位置自动配置
>h%>s4W z$1|D{ 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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} 物理光学
模拟结果(归一化)
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^)3V} 物理光学仿真结果
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Re~6' pF6u3] VirtualLab融合技术
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