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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@ +.[[
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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@s s 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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