摘要
GQ2PmnV+ .vS6_ 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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=nx:GT3&[ S9R]Zl7{- 建模任务
Ia`JIc^e *xg`Kwl5Kl 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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+)/$4 {Y91vXTz7
^}Qj} &3Z.
#* 光源 Jh4&Qh|t • 基模高斯
光束 M+;P?|a • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
sD8m< • 波长 488 nm
tIb21c q dAr)%RZ Littrow配置
8A^jD(| ^mueFw}\ • 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。
BwJ^_:(p~ c5E#QV0&v~ • 空气中反射的光栅方程:
$i:||L^8p 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
C`n9/[,# HCG@#W<wc • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
:e]9T3Q `{U%[$<[W • 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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LxlbD#<V
b"nG-0JR 系统构建模块-光源和组件
.S!>9X,
Pc)VK>.fc
8b:clvh pAil]f6 使用参数耦合
*)bd1B# :%#r.p"6x
rjL?eTU"s f[Fgh@4cj 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。
5U{4TeUH sr+gD*@h 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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|'c4er/;# x(9;!4O> 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
OyJsz]b} M 0aC2 Pym^ 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。
M_h8#7 {G IAP/G5'Q
b+IOh| -4e)N*VVu 1阶反射探测器的定位(R1)
DhLr^Z!h3; p9AZ9xr R1探测器定位步骤:
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&s['H K
lli$40 绕y轴旋转-2θ
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>'aG/( 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
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*%X6F~h(u VyecTU"W 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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V(;55ycr *$i; o3
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pu 位置自动配置
VY/|WD~"CW s~=KhP~ 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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URYZV8=B~ 物理光学
模拟结果(归一化)
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@[MO,J&h *.,"N} 物理光学仿真结果
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j)jCu ;` |7 &|> VirtualLab融合技术
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