摘要
Wk)OkIFR -[cTx[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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E*]bgD7V
OX\A|$GS 建模任务
kqFP)!37 Tf'hc]`vS VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
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#1OOU vSEuk}pk 光源 U~:-roQ(\ • 基模高斯
光束 ;U-jO & • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
<0Xf9a8> • 波长 488 nm
5>[u ` Ff)8Q.m Littrow配置
[CQ+p!QZ <3LbNFP • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
PvPOU" 4K\G16'$v • 空气中反射的光栅方程:
~E17L]ete 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
fU/>z]K \NPmym_6J • 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:
}\B><E{G fD[*_^;h)
• 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):
+S o4rA*9 Q'=x|K#xj
d3\qKL!~
Mk"^?%PxT 系统构建模块-光源和组件
eA2@Nkw~) $a.JSXyxL
g6j?,c|y ,E S0NA 使用参数耦合
xi~?>f (A9Fhun
*4\:8 s6 uG`F" 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
LBYMCY +r2+X:#~T 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
:CG`t?N9M +$ 'Zf0U
hOjk3
k ZMQZs~;~d 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
u^^[Q2LDU} NcBIg:V\c 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。
rV ` #[d DX#Nf""Pw
Ag-(5: p|U?86t 1阶反射探测器的定位(R1)
+}Dw3;W}m YvaK0p0Z R1探测器定位步骤:
'OITI TM 3dg1DR; 绕y轴旋转-2θ
j'Fpjt"&=
)|ju~qbf 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
=W(Q34 Acez'@z
ha]VWt%} V(H1q`ao9 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
03$mYS_? `V}q-Zdy
?+))}J5N\ ZF!h<h&,
Ytn9B}%o 位置自动配置
>^u2cAi3[ `KZm0d{H 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
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E>6MeO 物理光学
模拟结果(归一化)
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?g_3 [Fk D}-/c"':} 物理光学仿真结果
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HY56"LZ$(} E^B'4 VirtualLab融合技术
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