摘要
9WG=3!-@ rr
tMd 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。
nLm'a_ 4;6"I2;zfG
i{fw?))+ !igPyhi,hl 建模任务
,7B7X)m{3 nX!%9x$3 VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
rN&fFI 6]1RxrAV
+S~ u ,= \^(#b,k# 光源 7KlL%\ • 基模高斯
光束 8WytvwB} • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
jwk+&S • 波长 488 nm
.4a|^ vT Yb5U^OjyJ Littrow配置
0kUhz\"R:q -U2Su|:\N8 • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
2!6hB sEr j
EbmW*
• 空气中反射的光栅方程:
%`bs<ZWT 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
|B(,53 )zWu\JRp • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
%72# tY ":eyf3M • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
usc/DQ1 RhJ 3>DL
r.?dT |A
U9]&KNx 系统构建模块-光源和组件
570ja7C: Sqp91[,
Jj]<SWh 4M"'B A< 使用参数耦合
q}_8iDO6 dU-:#QV6
bD
v&;Z PlCw,=K 8f 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
^X#)'\T _oZ3n2v}@ 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
LiEEQ htYfIy{5w
&DQ_qOKD hzAuj0-A 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
&v]xYb)+< JXuks`:Q 在VirtualLab Fusion中旋转
光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。
tuH#Cy HAc"pG
R Q8"vF# VKPsg 1阶反射探测器的定位(R1)
;-i)}< {U9{*e$= R1探测器定位步骤:
`$"{- un\o&0} 绕y轴旋转-2θ
G9S3r3
fm#7}Y 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
^Cp;#|g, `_&vvJPn@!
yodhDSO5i C| 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
yTc&C)Jba \`8$bpW[nS
{dh@|BzsbH DFwiBB6
kJ* N`= 位置自动配置
[g==#[ A
_7I0^ 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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DW,Z})9 物理光学
模拟结果(归一化)
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{DVMs|5;^ V%*91t _ 物理光学仿真结果
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sw VirtualLab融合技术
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