摘要
l+HmG< P InBnU`(r 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。
~2PD%+e7] s1.EE|h,5
RZoSP(6 J~Uq'1? 建模任务
% CV@FdB -+?ZJ^A 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。
#Z#rOh mE=%+:o.
Y)H~*-vGu ,P ~jO 光源 d0``: • 基模高斯
光束 w%~UuJ#i • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
)l g>'O • 波长 488 nm
/*Iq,"kGz @( p9} Littrow配置
tAF#kBa\y_ >!sxX = < • 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。
2T 3tKX ;}1O\nngR • 空气中反射的光栅方程:
cZC%W!pT 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
!xcLJ5^W O/Cwm;&t • 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:
cQ}3?
v ~/^q>z!\4 • 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):
"QSmxr g?B4b7II
n=Ze p{^
Rtpk_ND! 系统构建模块-光源和组件
=sZ58xA ,/2&HZd
Hq$&rNnq\ rDI}X?JmX 使用参数耦合
3qf?n5"8 DpQ\q;
w3Lr~_j W_.WMbT 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。
Fz11/sKz mHe[
NkY6 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。
1A%0y)] \!LIqqX
FD'yT8]" /_SQKpic 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
!,lk>j.V A(eB\qG 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。
jYUN: e dTFk$0
wxJu=#!M [[$dPa9 1阶反射探测器的定位(R1)
uwl_TDc>% %lq[,6?>5 R1探测器定位步骤:
7+9o<j@@o &R5zt]4d& 绕y轴旋转-2θ
ONVhB
xO[V>Ud 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
^XX_ qC'1 R_W6}
/|0xOiib mqtX7rej 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
Vx z` P{,A% t
.8wf {y qCkC 2Fy(
}7*|s+F(f 位置自动配置
D%}rQ,* :6MV@{;PJ 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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qV05 物理光学
模拟结果(归一化)
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|\2>n! b)eoFc)lc 物理光学仿真结果
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[QFAkEJ--o EHy 15RL VirtualLab融合技术
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