摘要
cl]W]^q-Cx 2}/r>]9^- 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。
/<$|tp\Rc 4~$U#$u_
~uZ9%UB_m ~aQR_S 建模任务
U_gkO;s% oPa oQbR(A 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。
XP}5i!}}7= ;y@zvec4
>yT1oD0+x SnXM`v, 光源 `fX\pOk~e • 基模高斯
光束 SIR2 Kc0 • 小发散度(半角div. 0.005 deg)
Ax~
i` • 波长 488 nm
er1XZ jCNR63/ Littrow配置
N: 38N StTxga| • 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。
Je9Z:s[ 1pDU}rPJ. • 空气中反射的光栅方程:
1EQ:@1 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。
y $uq`FW fSVM[ • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
xy!E_CuC$ 6]<yR>
' • 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):
2h*aWBLk Bd=K40Z:
P(8
u L|^
VZ`YbY 系统构建模块-光源和组件
mr#.uhd.z 5MCgmF*Y2
uTrzC+\aU q8/k$5E 使用参数耦合
(yd(ZY e<`?$tZ3
lnjs{`^ !XI9evJw 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。
P~:^bU^F7 tCR~z1 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。
!qlk-0&` s/11TgJ
9lGa*f) gjnEN1T22 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转
9yTkZ`M28 3y2L!&'z 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。
&K[~Ab_ +/mCYI
>>C
S8 tK *y/S 1阶反射探测器的定位(R1)
><S2o%u~ D^F=:-l
m R1探测器定位步骤:
'3Fb[md54 #X$s5H 绕y轴旋转-2θ
p^ROt'eQ<
?^7X2 u$nm 沿着x方向移动探测器,ΔxR1
N z=P1&G' 46 \!W(O~y
\/Q~C! Ow5VBw( 沿着z方向移动探测器,ΔzR1
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V7gL*,3>= 位置自动配置
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v;r ze5#6Vzd& 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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e!w2_6?3 物理光学
模拟结果(归一化)
}>621L3 - En&gI`3n
7o!t/WEEq .s41Tc5u 物理光学仿真结果
T4ugG?B* >nvK{6xR:
).e}.Z6[i` LZs'hA<L VirtualLab融合技术
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