[技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

摘要 uQu/(5  
~'NpM#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。 ZAX0n!db3  
t
a4JWllf  
W\qLZuQ  
./&zO{|0]  
建模任务 {`H<=h__  
$#!UGY  
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。 T~o{woq}g  
<{cNgKd9
 
b WbXh
$  
LZc$:<J<6  
光源 wLOQhviI^-  
• 基模高斯光束 :K^gu%,&$  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) %nmY:}um  
• 波长 488 nm JpxbB)/  
5`E`Kb+@  
Littrow配置 h^A3 0f_x  
V'"I9R'1  
• 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。 EzIs@}  
3xzkZ8]/  
• 空气中反射的光栅方程： 6 tc:A5mK  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 B+Y5b5+wOQ  
9:%n=URd  
• 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： nJleef9  
BeI;#m0  
• 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)： %0yS98']g  
1^L`)Up  
+:>JZ$  
x*h?%egB!p  
系统构建模块-光源和组件 8V
P"ydg-U  
=9p
w uH  
G`,u40a  
79SqYe=&uy  
使用参数耦合 nw0L1TP/J  
(S  k#x
 
.73zik   
a#+>w5  
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。 l]_b;iux  
4L5o\'X  
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。 ~^I\crx,U%  
dh^+l;!L  
K4!P'  
J]}FC{CD!  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 hojHbm
m4  
EJZ@p7*Oj  
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。 WY+(]Wkao  
'lhP!E_)q  
2yN%~C?$  
co5y"yj_  
1阶反射探测器的定位(R1) ?fK^&6pI  
1$$37?FE  
R1探测器定位步骤： u12zRdn  
,0!uem}1i  
绕y轴旋转-2θ iOT)0@f'  
r^$\t0h(U8  
沿着x方向移动探测器，ΔxR1 [kbC'Eh*  
D@8jGcz62  
VpkD'<G  
3{N\A5~  
沿着z方向移动探测器，ΔzR1 aje^Z=]  
"7Eo>g  
%O#)Nq>mp  
S|"Fgoj r  

'#v71,  
位置自动配置 8q?;2w\l  
T yU&QXb  
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。 2~f6~\4GL+  
z!fdx|PUX  
x6LjcRS|  
物理光学模拟结果(归一化) Kw)KA^KF  
d,
W/M(S  
[ S5bj]D  
-#Np7/  
物理光学仿真结果 <^xfcYx\  
_=ugxL #eB  
Dk6?Nwy"  
],n%Xp  
VirtualLab融合技术 9"~9hOEct  
QwBXlO?