摘要
$>GgB` "5-^l.CKH 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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7_ _ $]{k+Jf
~KW,kyXBnD JQ,1D`?.a 建模任务
q[HTnx :,Pn3xl VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
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wT `a3Ymm ~V&aUDO>/ 光源 zN!ZyI$nqP • 基模高斯
光束 j:k[90 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
R($KSui • 波长 488 nm
?**+e%$$ ?*E'^~,H) Littrow配置
dE:+k/ y$@ZN~8 • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
)#.<]&P } U4gF(Q • 空气中反射的光栅方程:
h v8P4"i v 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
lz"OC<D}( J13>i7]L% • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
:Qumb ,17hGKM • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
nX(+s*Y+w zY,r9<I8_x
oN{Z+T :
I 4,K43| 系统构建模块-光源和组件
PIH*Rw*GKZ @$LWWTr;
4T!+D T-5nB>) 使用参数耦合
cJ1#ge%4 :|Ad:fEs
um4yF*3b9 D+]a.& {p 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。
zY|t0H mH Ic f{RG 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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2_zp:v ZJwrLV 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
,!dh2xNH^ >p.O0G
gg 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。
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NR -!VJQ :E>HE,1b+ 1阶反射探测器的定位(R1)
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e'0{?B R1探测器定位步骤:
e XfZ5(na 5dB'&8DX 绕y轴旋转-2θ
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hm 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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(*oL+ef-C iMs5zf<M 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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&|!7Z4N 位置自动配置
Kj<^zo%w uO=aaKG 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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Q($Z%1S 物理光学
模拟结果(归一化)
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hi0R.V& _>9.v%5cs( 物理光学仿真结果
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^%z VirtualLab融合技术
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