摘要
77Fpb?0` <Rl:=(]i~ 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。
P0En&g+~ LQnkpy3A
2|1s !Q ;I#S m; 建模任务
RRNoX} `y26OYo 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。
f.o,VVYi -%U 15W;
Tu'/XUs;k O@
GEl 光源 8"#Ix1# • 基模高斯
光束 4RH'GnLa • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
WG{mg/\2(C • 波长 488 nm
}Ot
I8;> =!G3YZ Littrow配置
f|*vWHSM u7e g:0Y • 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。
A-GRuC 4)BPrWea1 • 空气中反射的光栅方程:
M@>EZ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
>t/P^fr_F C^hHt,& • 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:
`FP)-^A8 6T}bD[h4? • 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):
5PJB<M_m: 6;lJs,I1w{
y=H^U.
R|%R-J] 系统构建模块-光源和组件
a:oZ5PX= K8`M~P.
[I;5V= bKW ;BEg"cm 使用参数耦合
(;V=A4F-D OAc*W<Q0
<bwsK,C 8QeM6;^/5 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。
D<rO:Er?*a wo>srZs 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。
wp!<u
% <"uT=]wZ=
3gW4\2|T ({ 7tp!@ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
FQR{w kF9T 9 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。
8 oHyNo }LH>0v_<Y
JD^&d~n_ G\\zk 1阶反射探测器的定位(R1)
BX|+"AeF aW8Bx\q R1探测器定位步骤:
3U&QonCV :\@WY 绕y轴旋转-2θ
lD!o4ZAo
,`/J1(\nd 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
2&E1) ^ qy`95^
G
.~Psw# Jy'ge4]3 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
q|,I\H5} v/]Bo[a
_/"m0/, *M_.>".P
krTH<- P 位置自动配置
MOJ-q3H^W z.g'8#@ 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。
P5ii3a?R R1z\b~@"
5Qp5JMK 物理光学
模拟结果(归一化)
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im^G{3z 3LZ0EYVL 物理光学仿真结果
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rUkiwqr~E x`^~|Q VirtualLab融合技术
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