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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: 01-10
    摘要 ItADO'M  
    P~e$iBH'  
    Littrow结构是单色器、光谱仪和谐振器中一种非常常用的定向闪耀光栅的方法,其目的是在衍射角等于入射角的情况下获得最高效率。显然,这种类型的系统对不同元件的位置非常敏感,此外,这些最佳位置十分依赖波长和光栅的周期。我们在这里提供了一个根据Littrow配置的光学装置,而且,通过一些编程,即使在波长或光栅周期的变化下,也能保持这些最佳位置。  #Uh 5tc  
    u9w&q^0dqG  
    C4]%pi  
    'qAfei']  
    建模任务 v Lv@Mo  
    ^z^e*<{WEl  
    VirtualLab Fusion中的参数耦合特性可以帮助配置系统,使光栅和探测器都根据Littrow自动定位。 "Q{~Bj~  
    `Xdxg\|  
    A@(h!Cq  
    e"#D){k#  
    光源 .To:tN#  
    • 基模高斯光束 F|TMpH/  
    • 小发散度(半角div. 0.005 deg) f<Tz#w&6W  
    • 波长 488 nm v&2@<I>  
    DA`sm  
    Littrow配置 1Uk~m  
    yB%)D0  
    • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 +wozjjc  
    ROS"VV<  
    • 空气中反射的光栅方程: ]fo^43rn{  
    其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 BWdc^  
    ><Z3<7K9  
    • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: FK# E7 K  
    2 pa3}6P+  
    • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): e=sJMzm~  
    %@n8 ?l4  
    ([b!$o<v  
    |qcFmy  
    系统构建模块-光源和组件 ^z}lGu  
    +'KE T,  
    !]+Z%ed`%  
    e>9Z:vY  
    使用参数耦合 : 5<9/  
    F(9 Y/UXH  
    aroVyUs3j  
    -{U>} Y)  
    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。 'z}M[h K]  
    4z%#ZIy3   
    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。 Q&7)vs  
    o 7W Kh=  
    tQ/ #t<4D  
    lkH;N<U  
    0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 RE $3| z  
    Yz-JI=  
    在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 [~c'|E8Q  
    D&l ,SD  
    lI_Yb:  
    .um&6Q=2<  
    1阶反射探测器的定位(R1) @ Rx6 >52>  
    0T#xM(q[K  
    R1探测器定位步骤: wp %FM  
    _gm?FxV:  
    绕y轴旋转-2θ )HX:U0  
    #3K,V8(  
    沿着x方向移动探测器,ΔxR1 .^~l_ LkA  
    xDGS`U  
    g(1B W#$  
    yvd `nV  
    沿着z方向移动探测器,ΔzR1 QhX C>)PW  
    daB l%a=  
    %7v@n+Q  
    6L,lq;  
    9Ue7 ~"=  
    位置自动配置 l^ 0_> R  
    yw.~trF&%  
    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。 3p3WDL7  
    O5qW*r'  
    ^0~c 7`k`V  
    物理光学模拟结果(归一化) 6b ]1d04hT  
    y=9Dxst"V  
    inPE/Ux  
    9 rTz N  
    物理光学仿真结果 q11QAx4p  
    yS)- &t!;  
    slge+xq\J  
    -jxWlO  
    VirtualLab融合技术 B)rr7B  
    Wm)-zvNY;  
    p,w|=@=  
    hqs$yb  
     
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