摘要
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H 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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*n"/a{6> SDu#Yt&mhh 建模任务
D]w!2k%V mMsTyM-f 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。
Bjk]ZU0T Tc8un.
kB?al#` w0w G-R ? 光源 Y<1QY?1sd • 基模高斯
光束 3_~cMlr3T. • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
il|1a8M2~ • 波长 488 nm
rSXh;\MfB4 ~gB>) ] Littrow配置
L}@c6fHG u[nyW3MZ • 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。
(Yp+bS(PU* nF6q7 • 空气中反射的光栅方程:
DXz}YIEC 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
-@T/b$]'n PV|uPuz • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
64hk2a8 mM`wITy • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
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t#q<n:WeYU
/rUo{j 系统构建模块-光源和组件
^G6RjJxqp8 ;&1V0U,fx
%f($*l. B}PIRk@a1 使用参数耦合
_.L4e^N&UO .e_cgad :
W5SJ^,d)J PRz/inru- 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。
^Z:~91Tv-_ u_ABt?' 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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gx%|Pgd >JiltF7H0 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
BJ% eZ. ?O>V%@ 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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P2bZ65>3y <~ Sz04 1阶反射探测器的定位(R1)
7b<yVP;{ d/i`l* R1探测器定位步骤:
AhZ8 0! P*cNh43U 绕y轴旋转-2θ
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o7|eMe?<t 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
V0)fZS@tf qi_Jywd:w
br|;'i%( uDEvzk42 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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/iX+ R@ 位置自动配置
y- 1 pR qHxqQ'ks; 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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~JaAii{ 物理光学
模拟结果(归一化)
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Kpl utIX %0 物理光学仿真结果
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]w.;4`l* _'(, VirtualLab融合技术
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