摘要
^&03D5@LoY xdd7OSc0{ 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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] QGYEjW .0:BgM 建模任务
h3Nwxj~E '_lyoVP 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。
2E33m*C2 &Gp@,t
Z3g6?2w6 *p`0dvXG2 光源 5|my}.TR • 基模高斯
光束 X/gIH/ • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
cv=nGFx6 • 波长 488 nm
%0fF_OU 1P.
W 34 Littrow配置
MUhC6s\F d rnqX-E; • 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。
X^r5su? nfJ|&'T • 空气中反射的光栅方程:
3FT%.dV^ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
L$=@j_V2 (o~f6pNB, • 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:
7F5t& !C
*%,Ak • 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):
jJkM:iR l TY%,s
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PVP,2Yq! 系统构建模块-光源和组件
*:J#[ET, >ygyPl
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#~3x^4Y Fvf308[ 使用参数耦合
jb~a z $/90('D
S+py\z% 5L bU'5
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
?Z0T9e< EAn}8#r'(8 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
r=Z#"68$ C7[ge&
%Fig`qX *vc=>AEc 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
0,)B~|+ ML'4 2z
Y 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。
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YLmzMD>
34-QgE #P.jlpZk 1阶反射探测器的定位(R1)
5JW+&XA GE]fBg R1探测器定位步骤:
W.iL!x.B@ xoF]r$sC8 绕y轴旋转-2θ
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`,i'vb`W#b 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
DE|r~TQ 5W"nn
b}S}OW2 .yE!,^j.gB 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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+q}9 NsJt=~
&o{I9MD 位置自动配置
Yr@_X =A={Dpv[> 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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$3S6{" 物理光学
模拟结果(归一化)
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8 Yq}7x1mm 物理光学仿真结果
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