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摘要 ItADO'M P~e$iBH' Littrow结构是单色器、光谱仪和谐振器中一种非常常用的定向闪耀光栅的方法,其目的是在衍射角等于入射角的情况下获得最高效率。显然,这种类型的系统对不同元件的位置非常敏感,此外,这些最佳位置十分依赖波长和光栅的周期。我们在这里提供了一个根据Littrow配置的光学装置,而且,通过一些编程,即使在波长或光栅周期的变化下,也能保持这些最佳位置。
#Uh 5tc u9w&q^0dqG
C4]%pi 'qAfei'] 建模任务 vLv@ Mo ^z^e*<{WEl VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 "Q{~Bj~ `Xdxg\|
A@(h!Cq e"#D){k# 光源 .To:tN# • 基模高斯光束 F|TMpH/ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) f<Tz#w&6W • 波长 488 nm v&2@<I> DA`sm Littrow配置 1Uk~m yB%)D0 • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 +wozjjc ROS"VV< • 空气中反射的光栅方程: ]fo^43rn{ 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 BWdc^ ><Z3<7K9 • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: FK# E7
K 2pa3}6P+ • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): e=sJMzm~ %@n8
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([b!$o<v
|qcFmy 系统构建模块-光源和组件 ^z}lGu +'KE T, !]+Z%ed`% e>9Z:vY 使用参数耦合 :5<9/ F(9
Y/UXH aroVyUs3j -{U>}
Y) 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。 'z}M[h
K] 4z%#ZIy3 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。 Q &7)vs o 7W Kh= tQ/
#t<4D lkH;N<U 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 RE
$3| z Yz-JI= 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 [~c'|E8Q D&l,SD lI_Yb: .um&6Q=2< 1阶反射探测器的定位(R1) @ Rx6 >52> 0T#xM( q[K R1探测器定位步骤: wp%FM _gm?FxV: 绕y轴旋转-2θ )HX:U0
#3K,V8( 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 .^~l_LkA xD GS`U
g(1B W#$ yvd
`nV 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 QhXC>)PW daB l%a= %7 v@n+Q 6L,lq; 9Ue7
~"= 位置自动配置 l^ 0_>R yw.~trF&% 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。 3p3WDL7 O5qW*r'
^0~c7`k`V 物理光学模拟结果(归一化) 6b]1d04hT y=9Dxst"V inPE/Ux 9rTz N 物理光学仿真结果 q11QAx4p yS)-&t!; slge+xq\J -jxWlO VirtualLab融合技术 B)rr7B Wm)-zvNY; p,w|=@= hqs $yb
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