[技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

摘要 _-#'j2  
B~_d^`  
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。 /IM#.v  
X0n~-m"m  
`3hSLR  
uxzze~_+C  
建模任务 $t6e2=7  
R>(@ZM&  
VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统，使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 ?G-e](]^<  
UNkCL4N  
7=DjI ~  
1SR+m>pL  
光源 `4~H/'%QB  
• 基模高斯光束 Yx>"bv  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) t>[KVVg W  
• 波长 488 nm
%!PM&zV  
a$Cdhx!  
Littrow配置 mD/MJt5  
>J>b>SU=-  
• 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。 =-}[^u1  
th&[Nt7  
• 空气中反射的光栅方程： :M6+p'`j  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 !ki.t  
$.[#0lCI  
• 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： =%>oR  
3dRr/Ilc  
• 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)： gw}Mw  
@!8ZPiW<  
YR;^hs?  
DmOyBtj  
系统构建模块-光源和组件 6KOlY>m]  
_z1(y}u}  
W<E47  
)u
qA(R>  
使用参数耦合 78/N  
U\sHx68  
Uv4`6>Ix  
lf!FTm7  
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。 ;jipe3LU  
wW/7F;54  
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。 "|HDGA5  
Y)}Rb6qGW  
DHY@akhrK  
dF~8XYo  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Cj?L@%"  
ubmrlH\d  
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。 L^{|uP15N
 
4NdN<#Lr  
NmSo4Dg`U  
+ Q6l*:<|c  
1阶反射探测器的定位(R1)
+|
ycvHd  
edK|NOOZ
 
R1探测器定位步骤： 7H|$4;
X^  
s\P2Bp_{  
绕y轴旋转-2θ gc?#pP  
zdp/|"D!  
沿着x方向移动探测器，ΔxR1 HWVtop/  
9,^_<O@Q  
]J#9\4Sq  
nw6+.pOy  
沿着z方向移动探测器，ΔzR1 S*sT] J`!  
J;prC  
Uk,gJR  
%DQhM,c@  
D91e\|]  
位置自动配置 P06RJE  
=2 *rA'im  
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。 =dx1/4bZl|  
Zx d~c]n  
po}F6m8bX  
物理光学模拟结果(归一化) ZZyDG9a>
7  
Vy|6E#U  
YQS5P#  
%~QO8q_7  
物理光学仿真结果 7YAIA%8  
s-S}i{Z!  
)<xypDQ  
f +hjC  
VirtualLab融合技术 T_lsGu/  
CV{r5Sye