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摘要 FxW&8 9G `jsEN ;< 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。 i*[n{=*l@ f`$Gz
wNWka7P* 6 "gj!/e 建模任务 "8<K'zeS8 3YL
l;TP_ VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 *b|NjwmB %w}gzxN^
xBM>u,0.F W<,F28jI3v 光源 4
J^Q]-Z • 基模高斯光束 L^J-("e_ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) IApT'QNM • 波长 488 nm .qD@
Y3- 1TN}GsAj Littrow配置 6[ga$nF? O[q\ e<V< • 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。 a:Q[gF8> >)nS2bOE • 空气中反射的光栅方程: wa09$4>_w 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 eEw.'B UE0$ o? • 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: ?+C V1 ]
Nh!_l • 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): > 0> Fwg^(;bL
0~WF{_0|
k3Cz9Vt% 系统构建模块-光源和组件 h1D?=M\9 3z =^(Y !X^Ce)1K EMvHFu
使用参数耦合 !7p}C-RZp 3c'#6virz ':h
=*v8a pHE}ytcT 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。 ?;ukvD R`'1t3p0i 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。 Tenf:Hm/k XVVD 0^ Q fL*T3[d ??qq: `s 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 K|S:{9Q @J'YV{] 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。 uBnoQ~Qd[z @I3eK^#|P 9/ovKpY "j<bA8$Vw 1阶反射探测器的定位(R1) )U
t5+-UK ;T +pu>) R1探测器定位步骤: El2e~l9 b-5y9 K 绕y轴旋转-2θ Y'VBz{brf
{D&9UZm 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 Qeq5 gN] ,zTb<g
C(T;>if0NH TCKu,}s 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 .4y>QN#VL o(kM9G| Lv[OUW#S SGc8^%-` vxQ8t!-u 位置自动配置 K0pac6] 1j-te-}"c 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 WG71k8af K5t0L!6<+
*u6Y8IL1 物理光学模拟结果(归一化) m#/_x {:nQl} t`'iU$:1f \VMD$zZx 物理光学仿真结果 D#A~Nbc 2aA`f7 ?']h%'Q
uQb!= ] VirtualLab融合技术 kUx&pYv h&3YGCl )2q~u%9n $*a'84-5G-
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