摘要
P\@kqf~pC UOj*Gt& 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。
M4|ION
D\;5{,:d
{ Mf-?_% ,n%b~.$:v5 建模任务
J>M 9t%f@ [zl4"|_` VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
83]m/Iz "C3J[) qC
ld"rL6 60n>FQ< 光源 *oLDy1< • 基模高斯
光束 d %FLk=] • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
3zmbx~| =\ • 波长 488 nm
+P9eE,WR *"OlO}o Littrow配置
VL5VYv=: eU)QoVt • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
JPL`/WA0 ?c8(<_I+ • 空气中反射的光栅方程:
)zy;! 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Xhyn! &H5 #%%!r$UL • 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:
Af@\g-<W_ Z{t `f[ • 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):
TC2%n\GH* @ G!Ir"Q
W!"QtEJ,
<5Ll<0 系统构建模块-光源和组件
ukVBC"Ny -awG14%
g[O }(DH_0 使用参数耦合
EUh_`R 'C`Ykjf
:+w6i_\d5 mJ(ElDG 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。
hi(e%da eB_r.R{ 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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?bqEW(
r9!s@n W2v'2qAs 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
x)Zm5&"Gg ,B_tAg4~ 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。
UqsOG<L'6 Tb;,t=;u
(GGosXU-v gMZ+kP` 1阶反射探测器的定位(R1)
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qq EbX!;z R1探测器定位步骤:
qQ3pe:n? ]
>w@@A 绕y轴旋转-2θ
q7_Ttjn-DV
A)j!Wgs^z 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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K0B<9Wi| p_]b=3wt~ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
oD9L5c) _!vy|,w@e
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L AA(2 位置自动配置
NOkgG0Z T>b"Gj/ 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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\/\w|j 物理光学
模拟结果(归一化)
3HuGb^SNg Rrl
{J/Fp# <HN{.p{ 物理光学仿真结果
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cPAR.h,b? }a9G,@:k VirtualLab融合技术
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