摘要
Pn,I^Ej . z; GQnAG@ 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。
VN`.*B|9[ RpJ7.
]az(w&vqg2 H4g8
1V= 建模任务
h;V4|jM MK1\ 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。
u)oAQ<w DU^.5f
Kg%9&l X1#Ar) 光源 eHr0], • 基模高斯
光束 ZHTi4JY • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
<6UXk[y • 波长 488 nm
]8A*uyi g,,wG k Littrow配置
}UPC~kC+Z #^}H)>jWy • 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。
Xg dBLb q`xc h[H • 空气中反射的光栅方程:
C19N0= 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
En\@d@j<u Wga2).j6 • 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:
)7 57
#b ^6> • 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):
T5:Q_o] 8pnD6Lp>
DzVCEhf
x Lan1V 系统构建模块-光源和组件
wAHuPQ&_Q D;en!.[Z
$;^|]/- )Cy>'l*Og7 使用参数耦合
|[`YGA4 1KZigeHXI
#)'Iqaq7 <$s6?6P 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。
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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。
M-@RgWvF G_+/ e]P
cZVx4y%kz pX&bX_F{ 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
z"f@iJX?2 riW9l6s' 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。
2;gvo*k JCcYFtW
j|KDgI<0 9~hW8{# 1阶反射探测器的定位(R1)
Up@^C" /9br &s$B R1探测器定位步骤:
x,C8):\t`B 0/v]YK. 绕y轴旋转-2θ
YE`Y t
r^5%0_F] 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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lie,A C>|.0:[% 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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PhyIea xX-r<:'tmi
xt|^~~ / 位置自动配置
YYpC!) DgT]Nty@b 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。
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fg LY{ 物理光学
模拟结果(归一化)
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/3M8;>@u >@7$=Y>D 物理光学仿真结果
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*47/BLys< U~D~C~\2; VirtualLab融合技术
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