摘要
Bor_(eL^ Z<<=2Xl( 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。
L'Iw9RAJ Z|KDi
`S
XFTqt] 7r:&%?2:g 建模任务
RKzO$T z}}P+P/ 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。
{KDN|o+% d&G]k!|\
z\FBN=54z C-ORI}o 光源 d@^%fVhG • 基模高斯
光束 ElTB{C>u • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
"Plo[E • 波长 488 nm
6wT ])84 ).HA#!SE Littrow配置
|[r7B*fw 5{W Aw ! • 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。
,ye[TQ\,M f4,|D | • 空气中反射的光栅方程:
Bi9Q8#lh 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
YeT{<9p gdSqG2/& • 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:
| )
cJ Z[&FIG%tV • 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):
$XcH.z 7V@r^/`8N
#|+4 `Gf^
CN` ~DD{ 系统构建模块-光源和组件
9:g]DIL 3S#p4{3
dYOY8r/ gP|-A`y 使用参数耦合
s%rmfIp" AMB{Fssz
NKEmY-f; GL>YJ% 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
,%A|:T] T)<^S(57 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
o=!_.lDF: E;`^`T40
^AI02`c. og8hc~:ro 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
:Hb`vH3x trjpq{,[U 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
IP{$lC qGhg?u"n:
5~UW=
]8"U)fzmc. 1阶反射探测器的定位(R1)
aso8,mpZuA |RD)pvVM R1探测器定位步骤:
o+8H:7,o' )w<Z4_!N4s 绕y轴旋转-2θ
2[=3-1c
jPo,mz&^ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
:J@3:+sr kf<c[ su
RcJtVOrd mA.,.<xE@ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
WB_BEh[>j a-S
tOO5s
Vg,nNa3 WC=d@d)M
i?b9zn 位置自动配置
qs\Cwn! yEjiMtQll] 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。
21Dc.t{ ?[.8A/:5
8oI|Z= 物理光学
模拟结果(归一化)
;!VxmZ:j[ {9{X\|
&uc`w{,Zs (_@]- 物理光学仿真结果
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HnjA78%i "P|n'Mx VirtualLab融合技术
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