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摘要 jA9uB.I,"b pdJ]V`m 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。 yC$m(Y12FN FW8Zpr!u
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b ~3M4F^ 建模任务 1LS1 ZY X7-*`NI^ 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。 =cV|o] /v9qrZ$$
}.045 Wuu `,SL\\%u 光源 GFLat • 基模高斯光束 'A5T$JV.r4 • 小发散度(半角div. 0.005 deg) 4F.,Y3 • 波长 488 nm A'`F Rx( LQ k^l` Littrow配置 jC[_uG BNJ0D • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 {E%c%zzQ &o x • 空气中反射的光栅方程: |*JMPg?zI 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 o3+s.7 " zx<PX • 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成:
t* Ct* :z P:4NW • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): (" :Dz_ >ymn&_zlT
c=+%][21
v\dQjQu8m 系统构建模块-光源和组件 #&)H&H} nuWQ3w
p[e vC>2%Zgf- O^CBa$ 使用参数耦合 !0hyp |F:> U -OD y'`7zJ n.c0G` 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。 Wap4:wT eY#^vB 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。 ``<#F3 ,gNZHKNq 40MKf/9 '.z7)n 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 %XN;S29d5W Qq.$!$ 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。 dakHH@Q 75p9_)>96 sXEIC#rq Q e+;BE-H 1阶反射探测器的定位(R1) k0=!%f_G! kOo Vqu R1探测器定位步骤: HdtGyh6X0 !m:WoQ/ 绕y轴旋转-2θ iCpm^ XT
!yj1X
Ar 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 #2i$:c~ p@~Y[a =
g7?[}?]3"p `:7r5}(^ 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 \y?*} L *:d``L 2~/`L=L
MOB4t| _Zav Y<6 位置自动配置 &TRKd)w d <2@t~9 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 (BtU\f#d 1J1Jp|j.
Hk+44 物理光学模拟结果(归一化) V0m1>{ "Cxj_V@\ lwt,w<E$ T_2'=7 物理光学仿真结果 _YR#J%xa )G/=3;! EwG+' nlE X sJ`x VirtualLab融合技术 ;DX{+Z[ X~m57bj W (TTsnnx 6[XaIco=C
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