摘要
D.Cn`O} FJ4,|x3v[x 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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d-yqdJ j S[#R_
: p)R,('g e&*b{>1* 建模任务
p*)I QM<B Sc#3<nVg 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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g^^ KO%$ 光源 w-2#CX8jY • 基模高斯
光束 Kh[l};/F • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
_)~1'tCs}h • 波长 488 nm
UP$>,05z6 $v[mIR Littrow配置
Shn=Q +3o0GJ
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
_p5#`-%mM ]z5hTY • 空气中反射的光栅方程:
(QL:7 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
zi3v,Kq B@NBN&Fr • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
cm_5,wB(w M_Q`9 • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
ot[ZFF\ [Eccj`\e g
L+p}%!g
F8dr-"G 系统构建模块-光源和组件
ygH )U. `2LmLFkb
*~shvtq oA@M = 使用参数耦合
?jUgDwc(w LAo$AiTUR{
R`E:`t4G ?bt;i>O\ 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。
}e/vKWfT ,zr9* 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。
(]T[n={Y
6?*Do
ZJU
%&@ FeMgn`q 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
T#i;=NP" LH)1IGAx2y 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。
m$^5{qpg JbL3/h]
$[?N^
Yl>Y.SO 1阶反射探测器的定位(R1)
Zi+F IQ( %&&)[ R1探测器定位步骤:
hnB`+! 6H:
fg 绕y轴旋转-2θ
*]NfT}}
k{#k: 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
pZopdEFDK| h U-FSdR
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'{c6]U q4w]9b/ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
MD;Z UAX< &g&,~Y/z;
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wCy R&;x_4dr^
jT$J~MpHh 位置自动配置
p7-\a1P3 JxwKTFU'3O 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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iY$iL< 物理光学
模拟结果(归一化)
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ut\X{.r7 ``k[CgV 物理光学仿真结果
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g[1>|Ax`' mY/"rm VirtualLab融合技术
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