摘要
kb\v}gfiD/ D&d:>.~u 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。
M!XFb U)1qsUDF
F"P:9`/ >f05+%^[ 建模任务
qtQ:7WO 1mPS)X_ 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。
\$|UFx \4X{\p<
*B}R4Y|g H 6<@ 光源 ~{!!=@6 • 基模高斯
光束 =w?cp}HW • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
kx(:Z8DX • 波长 488 nm
&WU*cfJn)A O5*uL{pvT{ Littrow配置
Q&a<9e& ?qW|k6{O • 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。
.7rsbZzs ?0&>?-? • 空气中反射的光栅方程:
qr;" K?NX 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
*,*5sV LMzYsXG*[ • 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:
ne*aC_)bT ] CE2/6Ph • 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):
P.J}\;S T 3yX^R^`
P#1y
\$UU/\ 系统构建模块-光源和组件
tqf-,BLh "n-xsAG
]g!<5w /qze 使用参数耦合
@V u[Tg}J 4f-C]N=
NFPkK?+ J>v>6OC6i 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。
]`m5!V_Y ^O"`.2O1 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。
Q{kuB+s C@W0fz
<(%uOo$ 4B
pm{b 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
(dZ&Af kS!*kk*a 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。
gE(03SX A
76yz`D
2ARh-zLb 5?"ZM'4 1阶反射探测器的定位(R1)
z05pVe/5 i:To8kdO R1探测器定位步骤:
M-t9zT Jt][b 绕y轴旋转-2θ
kXRD_B5&
~8E
rl3=5{ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
]~,'[gWb dksnW!
tzPe*|m< Yr@ @ty 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
$dVjxo $>Do&TU
W=+ag<@ @ZZ Lh=
-K4RQ{=>UZ 位置自动配置
1+zax*gO- Fx 2&ji6u 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。
J3v uh# e9nuQ\=
.v'8G)6g 物理光学
模拟结果(归一化)
>d|W>|8e ,P]{*uqGiB
4`B:Mq&j JM0)x}]+ 物理光学仿真结果
J<D =\ UlR7_
(;0]V+- NaIVKo VirtualLab融合技术
pw
.(6" ;+\;^nS3d