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    [技术]闪耀光栅的Littrow配置 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-01-10
    摘要 jnY4(B   
    2{N0.  |5  
    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。 >MH@FnUL  
    kA0 ^~  
    )-oNy-YL  
    x.RZ!V-  
    建模任务 yvvR%]!.  
    j!dklQh0  
    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。 *UC^&5:  
    Mt`.|N;y!  
    c,^-nH'X>  
    kOO2 ?L|Z  
    光源 $Izk]o;X~  
    • 基模高斯光束 E~ kmU{D  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) [R$4n-$  
    • 波长 488 nm 5KzU&!Zh9  
    ovp>"VuC  
    Littrow配置 Jt"Wtr  
     |QdS;  
    • 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。 _QY "#  
    RB2u1]l  
    • 空气中反射的光栅方程: dXhV]xK  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 (%1*<6ka  
    s~CA @  
    • 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: 8z&9  
    4M}/PoJ  
    • 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): *KAuyJr  
    A@+.[[  
    .:}\Z27-c  
    nYY U  
    系统构建模块-光源和组件 S{ !hpq~o  
    e_SlM=_ u  
    w&H7S{  
    9]iDNa/D  
    使用参数耦合 tq[C"| dH  
    0Sk{P>A  
    )? xg=o/?  
    cP,jC(<N  
    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。 KH-.Z0 2U  
    EifYK  
    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。 %{Gqhb=u\  
    ^*W3{eyi(L  
    {ib`mC^  
    s*;~CH-[  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 lc^%:#@  
    h!MT5B)r.  
    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。 ]?2AFkF  
    v|e>zm <  
    b\?`721BG  
    \hz)oC   
    1阶反射探测器的定位(R1) Z'E@sc 9  
    ()iJvf>@  
    R1探测器定位步骤: f' eKX7R  
    'EQAG' YV  
    绕y轴旋转-2θ (/^&3xs9  
    j2z$kw%  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 |Z<adOg  
    xnArYm  
    Z7 @#0;g{  
    ,F1$Of/'@\  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 `JC!uc  
    W\Gg!XsLk  
    x?k6ek  
    )S]c'}^  
    X@ss d  
    位置自动配置 D^pAf/ek@i  
    8w\&QX  
    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。 0Bll6Rd  
    wz ,woF|  
    ~DSle 3  
    物理光学模拟结果(归一化) ji1A>jepF  
    o,d:{tt  
    &CS=*)>$  
    !U91  
    物理光学仿真结果 )_BteLo-  
    :r\<DVj  
    )TxhJB5|  
    =Ij;I~  
    VirtualLab融合技术 ,HkJ.6KF  
    F$caKWzny5  
    %c&h:7);  
    n4ISHxM  
     
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