摘要
5B|,S1b u\5g3BH 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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u`;no 0BXs&i-TP5
)k~1, =h[yAf 建模任务
j0?>w{e s!`H 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。
E0jUewG MCd F!{
d#7]hF LaT8l?q q 光源 =M7PvH'" • 基模高斯
光束 z"qv • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
&CO|Y(+ • 波长 488 nm
;_p fwa4 D"`[6EN[ Littrow配置
%^U"Spv; qm}\?_ • 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。
*I/A,#4r *#GDi'0 • 空气中反射的光栅方程:
PvuAg(? 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
u#!GMZJN Q>[Ce3 • 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:
.t:DvB %t{Sb4XZ4k • 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):
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@Q3, bj
O&= KlnI: 系统构建模块-光源和组件
v*Xk WH5 V0S6M^\DK
1^tSn#j !c." 使用参数耦合
N+hedF@ZU ~K%k
0kT
q
/:T1a7! ?4MSgu 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。
)5'rw<:=" hw|t8 ShW 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。
*f?S5. [xWEf#', !
_ Q{T '; $)l2G;& 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
f!EOYowW i<bxc 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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Z$1.^H.Db 4 *H(sq 1阶反射探测器的定位(R1)
e$H|MdYIA U-1VnX9m R1探测器定位步骤:
a" ^#!G<+ QYH."7X
> 绕y轴旋转-2θ
$\0TD7p
E`(5UF*> 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
5d%_Wb' :wSJ-\'$
,RR;VKj f!mE1,eBEe 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
0c`sb+? WI0QLR'
I7A7X* %-\FVKX
}+*w.X}L 位置自动配置
2.!1kije dZ.}j&ZH' 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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A\Lr<{Jh 物理光学
模拟结果(归一化)
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ZNf 物理光学仿真结果
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B,r5kQI4 CQj/e+eE4 VirtualLab融合技术
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