摘要
exR^/|BR "i'bTVs 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。
$]d*0^J 6 Qqs"?Z,P
5#:pT 1r`i]1<H 建模任务
XOrfs sj RcY[rnI6 VirtualLab Fusion中的
参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。
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"d2.h Uku5wPS 光源 Iur9I>8h • 基模高斯
光束 u'9gVU B • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
Wz=OSH7"f • 波长 488 nm
ft5DU/% ~P1_BD( Littrow配置
-R+zeu(e' ,j;PRJ • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。
Rmh*TQu a4GWuozl • 空气中反射的光栅方程:
vd~U@-C=R 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
Jgx8-\8 )y50Mb0+ • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
W04av_u 5 B#N7qoi • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角):
(}H ,ng'4 -Q[g/%
~^o=a?L`<
Ghv{'5w 系统构建模块-光源和组件
1 tfYsg=O FUTn
TL-i=\{L:d H:}}t]E 使用参数耦合
}Jxq'B a+(j?_FyI
*re 44 XoL[
r67Z 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。
V:^H4WvL\W [!+D<Y 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。
P.4E{.)( XeUprN
|$w*RI0C J%P)%yX 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
|^5 /(16 G.jQX'%4QG 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。
(KF7zP LD.Ck6@
z-Hkz
$[e%&h@JR 1阶反射探测器的定位(R1)
ya>N.h JLW$+62 R1探测器定位步骤:
QWhp:]} A~y VYC6l 绕y轴旋转-2θ
x70N8TQ_gK
;/A}}B]y 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
RjtC:H&XZ ]7<m1Lg
Sr7@ buF nZW4} ~0j 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
&q>h*w4O &wGg6$
m.146 %Rn:GK
vahf]2jEB 位置自动配置
M)=|<h"F Ar~{= X 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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5`yPT>*#m> 物理光学
模拟结果(归一化)
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N l|^o{# J[+Tj@n' 物理光学仿真结果
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lxOqs:b =#'+"+lQ } VirtualLab融合技术
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