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2024-01-08 08:01 |
闪耀光栅的Littrow配置
摘要 ts~{w;c K95;rd 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。 SI:ifR&T Qx3eLfm
3,X/,' ,El!fgL 建模任务 ^ZRYRA u,.3 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。 D@ek9ARAq G@ \Pi#1
je,}_:7 %q3$|> 光源 p*QKK@C • 基模高斯光束 dI'SwnR • 小发散度(半角div. 0.005 deg) F'RUel_% • 波长 488 nm [I*!
lbt NPnHH:\; Littrow配置 /u<nLj 1 OW;tT=ql • 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 6 ,ANNj bzpFbfb • 空气中反射的光栅方程: knp>m,w 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 tl yJmdl 5N$E()m$ • 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: (?)7)5H m|tC24 • 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): I,@r5tKo 4<,|*hAT
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M)-6T{[IT 系统构建模块-光源和组件 /a9!Cf
Xf'=+f2p
]$-cMX Z4TL6]^R 使用参数耦合 {^)70Vz>PE DPgm%Xq9(!
.>g1$rj "d/s5sP|S 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。 q Dd~2"er X?r48l?? 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。 gbBy/_b yY{kG2b,
E8\XNG)V4 C2U~=q>> 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 Oft arD ,*id'=S 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。 q(o/yx{bm R"Liz3Vl%
~!iQ6N?PY I_)*)d44_ 1阶反射探测器的定位(R1) G#`\(NW #^#Kcg R1探测器定位步骤: _mE^rT | $^;wP 绕y轴旋转-2θ @`"AHt
y7\"[<E`(V 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 |f( ~@Q: |[xi/Q^7
*V^ #ga#A i%Z2wP.o 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 \{\MxXW !eR3@%4
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-cF'2Sfr 位置自动配置 l3o#@sz: 5ABhj* 7 通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 l.)}t)my} 8iQ[9
4EP<tV 物理光学模拟结果(归一化) 1$lh"fHU f&@BKx
/?-7Fg+, GyI-)BlDC 物理光学仿真结果 %GEJnJ @ez Tbc3
O09ke-lC ,{eUP0] VirtualLab融合技术 .0HZNWRtb h~Q)Uy5N(D
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