摘要
A(2 0+ dla_uXtM6 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。
tx09B)0 y\??cjWb]
W`[VLi}fe 2u]G]:ml 建模任务
.RroO_H
f)Qln[/ 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。
o<nM-"yWb NfoHQU<n
"9; j,OA>{-$ 光源 *$A`+D9 • 基模高斯
光束 Zz0er|9]Q • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
G#%Sokkb' • 波长 488 nm
I'5[8 R>bg3j Littrow配置
A|"T8KSMB EID-ROMO • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
y3efie {J O ~5t[ • 空气中反射的光栅方程:
x// uF 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
WOO3z5 La [A~?V.G • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
U6-47m0% XJo.^<m • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
[[[C`H@ JZ}zXv
q7CLxv
&QG
Z66Xj-o 系统构建模块-光源和组件
wqG#jC!5 #x.v)S
vd%AV(]<LJ B2NIV7 使用参数耦合
X@kgc&`0 .5\@G b.8
uihH")Mo eBa#Z1Z 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
]a IHd]B r1HG$^ 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。
E{)X ;kN= >$ZhhM/} J
LGc8w>qE q]1p Q)\'p 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
L]l/w mx)!] B" 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
g{Av
=66Z \dQc!)&C9
/[?}LrDO >K'dgJ245 1阶反射探测器的定位(R1)
&B5&:ib1D @q!T,({kx R1探测器定位步骤:
Ab[o~X" ^Zvb3RJ g 绕y轴旋转-2θ
C[fefV9g2
3*Q=)} 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
9qDM0'WuU @(c^u;
aEzf*a|fSV ]Sj;\Iz 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
)@9Eq|jMC ZklO9Ox(
RL&0?OT }bRn&)e
K bQXH!J 位置自动配置
>NPK;Vu WZ`i\s1# 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
;i.MDW^N 48z%dBmTT*
E!ZLVR.K 物理光学
模拟结果(归一化)
5$!idfDr|m rI\5djiYJ
aoz+T h3 2ih}?%H8 物理光学仿真结果
LL);Ym9d bp/l~h.7W
Lios1|5 8g:VfzaHu VirtualLab融合技术
NL:dyV} iz^a Qx/