摘要
_P7tnXww d=3'?l` 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。
,EpH4*e T~xwo
<l,o&p,>|c OB-Q /?0 建模任务
QM<y`cZ8 p9qKLJ*.C 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。
LM)`CELsYc 7 sFz?`-
M+P$/Wk mD58T2Z 光源 +T{'V^ • 基模高斯
光束 )2e#HBnH • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
,h]o> • 波长 488 nm
JXqr3Np1 ,'fxIO Littrow配置
\2C`<h$fN 'gMfN • 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。
mpw~hW0- 0s#Kp49- • 空气中反射的光栅方程:
s5&@Cxzl 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
*OjKcs 'lz"2@4{ • 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:
G}d-(X ) c2_b • 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):
Z|lU8`'5
q2aYEuu,
w'T q3-%V
9xI GV! 系统构建模块-光源和组件
IM@tN L u.XQ&
)cJ#-M2 7[#yu 2 使用参数耦合
LNYKm~cN NpP')m!`}
yay<GP? k?B[>aQn.0 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。
feM6K!fL` Sjj>#}U 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。
'9p@vi{\ V9yl4q-bL
-Apc$0ZsN N"tFP9;K 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
H`hnEOyLp JuR"J1MY 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。
4R^mI M9\#Aq&\i
"I6P=]|b S0,R_d') 1阶反射探测器的定位(R1)
$@-P5WcRs s8"8y`u R1探测器定位步骤:
ipnV$!z *D}0[|O 绕y轴旋转-2θ
Fxs;Fp
tc;'oMUP 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
S^@S%Eg Dr&('RZ4
f
3V Dv9( gN8hJG'0 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
{Bs~lC$ h0--B]f@
jd]s<C3o Pt:e!qX)
GG064zPq7 位置自动配置
8
;d$54
b Ix@&$!'k 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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H`bSYjgM! 物理光学
模拟结果(归一化)
K;?,FlH EF7+ *Q9
[v7^i_d TNCgaTJ{h 物理光学仿真结果
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O<PO^pi [ylsz? VirtualLab融合技术
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