摘要
Ngnjr7Q={T M7 !"
t 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。
55p=veq \ >,3
3Jx
yk{al SF :6V8 建模任务
f
lB2gr^ I&Y(]S,cU 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。
3(5Y-.aK}^ z?,5v`,t2
e_TDO 9G~P)Z!0 光源 EA.U>5Fq • 基模高斯
光束 BYU.ptiJJ • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
N{g=Pf?I} • 波长 488 nm
$ cSZX#\ 2l?J9c}Wo Littrow配置
@4$E.q<0 7ZZt|bl • 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。
fZ$2bI= t/|^Nt@XT • 空气中反射的光栅方程:
y e'5A 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
}R$%MU5:: 4NV1v&" • 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:
YPl{5= gp=0;#4
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):
~55>uw< &&O=v]6,V
O5
SX"A
A_%w(7o" 系统构建模块-光源和组件
?9+;[X m='OnTeOE
] ?(=rm9u 14RL++ 使用参数耦合
-eTGRr rtm28|0H'
Sf9+TW zeX?]@]Y 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。
)Pq.kn{Sp R9(^CWs 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。
P6Ei!t,> }_ E
Wm 61 Dg`W{oj 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
y+a&swd2(U rQJoaP+\q 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。
+Q.[W`goV N*fN&0r
@
55Y2 M4| L 1阶反射探测器的定位(R1)
Yh=Zn[U I,D=ixK R1探测器定位步骤:
_
0-YsD 3?:}lY<, 绕y轴旋转-2θ
~&kV
PyYe>a;. 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
# /T)9 =m o&=m]hKpQl
*h UrE c!zu0\[Id 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
WVZ\4y E%TvGe;#
Ab`G b YpJzRm{Ra
c c:xT0Y 位置自动配置
j2+&B9( uJQeZEe 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。
q6q=,<T%S J#\/znT
}U9e#>ex 物理光学
模拟结果(归一化)
;RXv%ML \a<E3
<
Ex<loVIrP$ -
0zo>[c/p 物理光学仿真结果
.fgoEB,( Js'|N%pi
:H~r
_>E 6 `'^$wKs VirtualLab融合技术
bkb}M)C rS=6d6@