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    [技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-01-08
    关键词: 闪耀光栅
    摘要 H_?rbz}o  
    GlJ[rD  
    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。 %RD\Sb4YV  
    e* [wF}))  
    :|bL2T@>[  
    uZl d9u  
    建模任务 `PARZ|  
    T 6D+@i  
    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。 aBC5?V*e%  
    &. =8Q?  
    LGhK)]:  
    c 4AJ`f.5  
    光源 h~#iGs  
    • 基模高斯光束 /5sn*,  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) KkUK" Vc  
    • 波长 488 nm Gi)Vr\Q.  
    We y*\@  
    Littrow配置 as@8L|i*  
    1WtE] D  
    • 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。 Q^ W,)%  
    %2:UsI  
    • 空气中反射的光栅方程: ejd_ 85$  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 ,8384'  
    7L #)yY  
    • 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: >*EZZ\eU!  
    DQ8/]Z{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): )5@P|{FF  
    ovp/DM  
    k@7#8(3  
    $6n J+  
    系统构建模块-光源和组件 i`+w.zJOH8  
    fnX[R2KZ  
    @K <Onh`  
    L!:NL#M  
    使用参数耦合 SA'g`  
    1KUjb@"  
    L]MWdD  
    gs1yWnSv5  
    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。 a6gw6jQ  
    Zv}F?4T~:  
    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。 b"X1  
    +[ ?!@)  
    _o9axBJs  
    +=/j+S`  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Dspvc  
    )<HvIr(xr  
    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。 KH,f'`  
    &vmk!wAs  
    lZAGoR;0Ra  
    5=V"tQ&d9U  
    1阶反射探测器的定位(R1) pT=^o  
    6-\Mf:%B  
    R1探测器定位步骤: 80Y% C-Y:  
    Y-})/zFc  
    绕y轴旋转-2θ 4AL,=C3  
    z9 0JZA  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 J3y _JoS  
    jvQ^Vh!mC  
    _Yo)m |RaB  
    koT3~FK  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 _ uOi:Ti  
    #r9\.NA!  
    oQ,n?on  
    xp1/@Pw?  
    2 K_ QZ  
    位置自动配置 >h%>s4W  
    z$1|D{  
    通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 Rng-o!   
    /$%&fo\[  
    Vsi:O7|+ }  
    物理光学模拟结果(归一化) DSHvBFQ  
    n`^jNXE  
    egsP\ '  
    / ^)3V}  
    物理光学仿真结果 (P? |Bk [  
    :sw5@JdJ  
    Re~6 '  
     pF6u3]  
    VirtualLab融合技术 _f 2rz+  
    d s`YVXKH  
     
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