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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 2Ug_3ZuU  
    d\qszYP[  
    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。 `n6cpX5  
    fm Yx  
    MZ%J ]Nd  
    ~xG/yPl  
    建模任务 7s%D(;W_Mo  
    P:g!~&Q  
    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。 Ju>QQOxi|  
    9(fh+  
    `0ZH=*P  
    4(, .<#  
    光源 r Hq1%)B  
    • 基模高斯光束 < R"Y^]P=  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) D;JZ0."  
    • 波长 488 nm MY{Kq;FvRP  
    =X(N+(1~  
    Littrow配置 w5q6c%VZ  
    12i`82>;  
    • 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:) 4  
    ExS&fUn `C  
    • 空气中反射的光栅方程:  @mw1__?  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 2L^/\!V#  
    BUZ74  
    • 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: $Ud9v4  
    -0a3eg)Z*  
    • 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): 7Vf XE/  
    =_&,^h@'3e  
    )[Rwc#PA;  
    I!F&8B+|  
    系统构建模块-光源和组件 R;AcAJ;  
    &2:WezDF  
    3K(/=  
    Nj4r[5K  
    使用参数耦合 ;xq;c\N  
    0R unex[  
    bHq.3;  
    oTk\r$4eb  
    这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 FXk*zXn6  
    }#Up:o]A!  
    在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。  l  
    ?b d&Av  
    GQ Flt_  
    6jMc|he  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ,P`:`XQ>_B  
    3I'7+?@@l  
    在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 lx$Z/f  
    kK/>,Eg  
    GwgY{-|`  
    -= c&K&  
    1阶反射探测器的定位(R1) z__{6"^  
    uj}%S_9  
    R1探测器定位步骤: vzAY+EEx  
    %N\45nYU:  
    绕y轴旋转-2θ 4EeVO5  
    0I)eYksh  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 REc90v2"  
    M$v\7vBgO!  
    Q&$2F:4f&  
    V 7 p{'C   
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 *` -  
    (eT9N_W  
    G"J 8i|~  
    (<`> B  
    UM1h[#?&V)  
    位置自动配置 \Pfm>$Ib=  
    j0cB#M44  
    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。 $W;r S7b  
    ktY  
    yqb$,$  
    物理光学模拟结果(归一化) _B&;z $  
    2zsDb'r  
    nFwg pT  
    w$qdV,s 7  
    物理光学仿真结果 BMzS3;1_  
     fsKZ  
    Q9X+H4`}y  
    MA=gCG/JD  
    VirtualLab融合技术 1b7Q-elG  
    y7b>>|C  
    93)1  
    BC%V<6JBu(  
     
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