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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 (Z8wMy&:  
>L$9fn/J  
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。 J!}R>mR  
] ~ }~d(  
/9| 2uw`  
AG"iS<u  
建模任务 -?Cu-'  
R S] N%`]  
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。 KVoM\ttP  
U\>k>|Jr{  
1;vwreJ  
${`q!  
光源 7<k@{xI/  
• 基模高斯光束 -o57"r^x  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) (A-Uo   
• 波长 488 nm SRrp= >w?  
jJ?G7Q5 l  
Littrow配置 oUB9)C~  
T7N\b]?j@Y  
• 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。 S e(apQH  
id]}10  
• 空气中反射的光栅方程: |@hyGu-H+  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 4 &0MB>m  
)2r_EO@3HP  
• 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: E cd~H+  
,.&D{ $1W  
• 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): TBgiA}|\D  
~!_UDD  
Az/P;C=  
{(h!JeQ  
系统构建模块-光源和组件 D c]J3r  
2-^ ['R  
GD!!xt  
LtNspFoLb  
使用参数耦合 lT'V=,Y t  
u3HaWf3  
?:W=ddg  
")w~pZE&+  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 #c-Jo[%G  
KC54=Rf  
在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 N]G`]  
ppO!v?  
:BblH0'  
mHNqzdaa  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 c43&[xP Lz  
/1r {z1pv\  
在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 UiZ1$d*  
"rw'mogRL  
)(yKm/5 0  
!KHbsOT?9  
1阶反射探测器的定位(R1) p(A[ah_  
' &Nv|v\V  
R1探测器定位步骤: 2-:`lrVd  
CDDEWVd  
绕y轴旋转-2θ ]jV1/vJ-!  
(KR.dxzjf  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 RG- ,<G`  
C(}Kfi@6N  
M\kct7Y  
PH!rWR  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 x8&~  
^0 /!:*?  
6Q`7>l.|?  
Vje LPbk)  
_61tE  
位置自动配置 X&,a=#C^  
dV"Kx  
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。 {;hR FQ^b  
K Z0%J5  
5ma~Pjt8}  
物理光学模拟结果(归一化)  j g_;pn  
Na`vw  
q_:B=w+bC  
$HV`bJ5!L*  
物理光学仿真结果 `_M&zN  
N'8}5Kx5  
\X;)Kt"  
~<=wTns!  
VirtualLab融合技术 =`wnng5m  
]$A6krfh|  
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