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摘要 y0IK,W'&? ][:rLs 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。 UI?=]" QK <\kVZ8
`X8@/wf# REA;x-u* 建模任务 >K:u?YD[ D}{b;Un 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。 wda';@y5( d2jr8U
$p$dKH J^zi2jtV 光源 m*n5zi|O • 基模高斯光束 4hAJ!7[A. • 小发散度(半角div. 0.005 deg) S; /. % • 波长 488 nm oXgdLtsu >K)2NLW\xA Littrow配置 kb #^lO E*CcV; • 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。 m 7LUrU h9CIZU[Nh • 空气中反射的光栅方程: ZYMw}]#((E 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 qL
5>o>J 3V;gW%> • 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: I/uy>* hIU(P Dl4 • 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): Yl({)qK{ ht6244:
aC^$*qN-)
9- )qZ 系统构建模块-光源和组件 UA-7nb ..qd,9H $8=@R' mP^SS
Je 使用参数耦合 p3]Q^KFS ]<trA$ 0 pJ^NA2 0A[e sWmP 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。 :tj-gDa\Y SvuTc!$? 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。 ,sQ93(Vo T*>`,}J wL{qD :T@r*7hNT 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 ;L"!I3dM) cxP&^,~ 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。 #&Is GyU UY>v"M s"~5']8 LN^f1/b* 1阶反射探测器的定位(R1) ]r/^9XaqtA Fo|xzLm9*| R1探测器定位步骤: m $dV< FN87^.^2S 绕y轴旋转-2θ mG2'Y) Sz
W>-B [5O&[ 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 0^l%j 8/ fi%r<]@
eN>0wd5{L QU5Sy oL[ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 jAhP>
t: 4^Rd{'mt (-^bj -n))*.V cy3Td28, 位置自动配置 |+f-h, a)s;dp}T% 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。 :#{Xuy: 6 "gj!/e
EU+cca|qS9 物理光学模拟结果(归一化) 93Yn`Av; 1=)r@X/6d = !2NU [M+tB"_ 物理光学仿真结果 AHbZQulC %w}gzxN^ uh3)0.nR )N!>= VirtualLab融合技术 [c& |