摘要
.4"9o% >g@;`l.Z# 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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Znr2I 建模任务
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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。
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mB.kV Ve0 c ZN+D D 光源 `<h}Ygo>k/ • 基模高斯
光束 33_YZOy^j • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
'~ 3a(1@8 • 波长 488 nm
Kv[,!P"Y `7P4O Littrow配置
@O<kjR<b sY=fS2b#) • 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。
X 5LI 2yhtJ9/ • 空气中反射的光栅方程:
Uc6BI$Fmz 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
0sq1SHI{ `RUr/|S • 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:
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:PGj0? #_}lF<k • 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):
SnRTC<DDh q79)nhC F
2P8JLT*Tj
$Xw .iN]g 系统构建模块-光源和组件
<D4.kM +d6/*}ht
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Ud0%O 使用参数耦合
IBY3QG pO$`(+q[
|,j6cFNw KL!k'4JNY 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。
'+NmHu:q +I#5? 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。
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=Vu; G6xdGUM
qtTys gv |QJ!5nb 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
8w~I(2S:# !}^c.<38Q 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。
6#On .Q vbmSbZ"y
X&h4A4#P _d&zHlc_ 1阶反射探测器的定位(R1)
Gd`qZqx# A5tY4?| R1探测器定位步骤:
)+Wx!c,mb kssS,Ogf\_ 绕y轴旋转-2θ
gk~.u
B5u06O 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
{IJV(%E 7rc^-!k
)h,+>U@ @#1k+tSA, 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
Rk56H e~c;wP~cO
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8HdmG{7. 位置自动配置
ZebXcT ,41 )MLOYX 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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qih7 物理光学
模拟结果(归一化)
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?UoA'~= |]HU$GtS 物理光学仿真结果
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eP|:b & b4!(~"b. VirtualLab融合技术
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