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摘要 g%Z;rDfi \rpu=*gt 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。 T<OLfuV m*'#`v Ibb
h3:k$`_ j_}e%,} 建模任务 [L 8gG.wy sJ,zB[e8 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。 c[5>kQ-nq 8S0)_L#S
1G\ugLm =Rui 光源 %spR7J\"/ • 基模高斯光束 Eb.{M • 小发散度(半角div. 0.005 deg) t~Uqsa>n@' • 波长 488 nm htjJ0>& 8Vq,J :+ Littrow配置 p\(%bO W>"i0p • 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。 ;{>z\6N &t4j px • 空气中反射的光栅方程: vs.q<i-u 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 }p#S;JZRu+ DzYno-]A] • 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: "8-]6p3u 9 Hm!B )Y • 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): TPkm~>zD. ;a68>5Lm*
X1+Wb9P
SO}Hc;Q1` 系统构建模块-光源和组件 3&}wfK]X q*
m%Fv X}^,g 0s4%22 使用参数耦合 )]/!:I4e D3I;5m`_ 2lGq6Au: QutQG 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。 Jx'p\* 1{DHlyA6g 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。 50CU| D[U5SS!) 9m<>G3Jr M'*
Y 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 u%&zY97/ -PxA~((g5 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。 ?p/i}28=y |vzGFfRI $ZE OE8.\ L!5%;!>.P 1阶反射探测器的定位(R1) lGs fs( }4+S_b R1探测器定位步骤: R,tR{| 8 TVKuvKH8U 绕y轴旋转-2θ +f|u5c
5?QR 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 37{mhU 3EAu#c@q"
#SQFI;zj ! k&< 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 M,6m* P E.^!j BjJ+~R r lW pi+m`O 位置自动配置 pnDD9u-4; 5&6S["lt 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。 2TiUo(MK \U,.!'+
YwEXTy>0 物理光学模拟结果(归一化) < |