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摘要 #kPsg9Y O*+,KKPt 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。 rZ^VKO`~I1 _$BH.I
U~YjTjbd 4+4C0/$Y 建模任务 qBXIR} ]{PJ 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。 I vD M2q8f QN OA66
L<H6AzR+ *4RL 光源 Q[UYNQ0w • 基模高斯光束 y`p(}X`> • 小发散度(半角div. 0.005 deg) B5H=# • 波长 488 nm Cy'! > nj5Hls Littrow配置 -<M'h :dj=kuUTbu • 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。 Q'K[?W|C } {<L< • 空气中反射的光栅方程: #i0f}& 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 >`u/#mrd &Y|AX2KUC • 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: dn|OY.`| %E`=c]! • 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): w]=c^@t_ 6HR^q
HC/?o0
[-'LJG Wb< 系统构建模块-光源和组件 T +~
_D +a!uS0fIJi c$52b4=a px=r~8M9} 使用参数耦合 V[baGNe S7WT`2
Tl`HFZQ1 TOXZl3s5# 这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 -Gmg&yQ9 qASV\
<n 在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 Q9NKQuSu #5}v? ZIikDih1 d0 qc%.s 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 1]]#HTwX 'NDDj0Y 在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 Ul%D}(, P1A5Qq X8212[7 +N:=|u.g 1阶反射探测器的定位(R1) wA?q/cw C Z}s56{!. R1探测器定位步骤: |tqYRWn0 ]gG&X3jaKq 绕y轴旋转-2θ ooIA#u
gzeTBlXg 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 66%4p%#b4 diDB>W
z]bcg$m SWPb=[WEz 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 8bI;xjK^Q m.2=,,r<Fq 2}jC%jR2 drK &
kH }HFl 位置自动配置 U t'r^ KW-g $Ma 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。 L|N[.V9 gO,2:,
KG9FR*" 物理光学模拟结果(归一化) *J|]E( %% A==_b ZtH{2j0 V.^Z)iNf^ 物理光学仿真结果 6qH^&O][ *>8Y/3Y\B a0=>@? & |