摘要
"~F3*lk#E R}8XRe 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。
{7*>Cv} kb71q:[
ohUdGO[/ {(
#zcK 建模任务
'JieIKu iPq &Y* 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。
~9\$5n)a $9 +YNgW>
~C-,G"zw&G 9'?se5\ 光源 v,=v • 基模高斯
光束 G8nrdN-9 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
IOL L1ar • 波长 488 nm
UiH!Dl}< glj7$ Littrow配置
}pVTTs` #2RiLht • 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。
L*h{'<Bz s,6`RI% • 空气中反射的光栅方程:
r> k-KdS 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
{%C*{,#+8q j%L&jH6@
• 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:
c~0{s> !M7<BD}; • 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):
K*q[(,9 +vW)vS[
S4N(cn&
oRM)%N# 系统构建模块-光源和组件
7ER|'j 33'Y [4
:`\)
P, RBwO+J53y 使用参数耦合
+-<}+8G; k|vI<:'p,
'm3t|:nMU jCioE 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,|?5j9,P x}TS 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。
,1oQ cC
foRD{Hx
2o3EHZ+]cm ~j>D=! 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
{sVY`}p| p5\]5bb 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。
7 <9yH:1 l[Q:}y
4dawg8K`9 9Fo fr 1阶反射探测器的定位(R1)
Vw tZLP36 Bc7V)YK R1探测器定位步骤:
dY7'OAUyVl m8R9{LC 绕y轴旋转-2θ
R=Zn -q
YZc>dE 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
{ZU1x C $e1=xSQp4
0NDftcB] oF]cTAqhC. 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
80b;I|-T, O.G'?m<:#
g.py+
ZFJ DdQ;Q5|
);V2?G`/ 位置自动配置
_"@CGXu sRSz}] 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。
7hP<f}xL k%s_0
@
=m89z}Ot 物理光学
模拟结果(归一化)
VKp*9%9 vhbDb)J
7?j;7.i
s( r3E!dTDWq 物理光学仿真结果
Fm\"{)V:b E`int?C!
MP Z3D9 j#r6b]k(Hv VirtualLab融合技术
>Y7a4~ufko ~Q{QM: k