摘要
c0e[vrP: ]SAY\;,_ 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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$#r^I B2$cY;LH
.53 M! |;|r[aU 建模任务
P4yUm(@ ]m`:T 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。
DFZ0~+rh ehB'@_y
m.ka%h$ pFMjfWD,C 光源 Tz6I7S-w • 基模高斯
光束 )skpf%g • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
3r[F1z2B • 波长 488 nm
a(yWIgD\\ o`QH8 Littrow配置
<<cezSm 'z}9BGR! • 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。
$A 5O> M9fQ,<c<6 • 空气中反射的光栅方程:
6v scu2 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
v]@ XyF\j8 7]?y
_%kT • 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:
"h1ek*(?< g2?W@/pa • 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):
eV(.\Lj O251. hXK
xv147"w'v
y[Dgyt 系统构建模块-光源和组件
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]D^e{y wpN [0^M-0
jT0iJ?d,! \rh+\9( 使用参数耦合
}+`,AC`RM ;m|N9'
80%"2kG 7~1Fy{tc 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。
9-{.W Z 4@F8-V3q4 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。
$Sy}im\H N@Ap|`Ei
v;z8g^L "UY34a^I 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
8f~*T # ^,8JRA 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
=s:kC`O r&v!2A]:
Z{%W!>0 e 5(|9*t 1阶反射探测器的定位(R1)
Zd-QZ<c";t H 9BqE+ R1探测器定位步骤:
oMM@{Jp 01
+#2~S 绕y轴旋转-2θ
BUi,+NdIk
s^)(.e_ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
,=@WE>ip }YC=q
T$FKn <ldArZ4C4 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
K4|fmgcy. {9P(U\]e]k
SMB&sl F|VHr@%
1:DA{ejS 位置自动配置
1p/_U?H:| %,S:^Rvv 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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N7 _rVcDe 物理光学
模拟结果(归一化)
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E\Iz:ES^ p@DVy2,EY 物理光学仿真结果
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vgNrHq&2q ei]Q<vT6 VirtualLab融合技术
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