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infotek 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  
%q 3$|>  
光源 p*QKK@C  
• 基模高斯光束 d I'SwnR  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) F'RUel_%  
• 波长 488 nm [I*! lbt  
NPnHH:\;  
Littrow配置 /u<nLj1  
OW;tT=ql  
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 6 ,ANNj  
bzpFbfb  
• 空气中反射的光栅方程: knp>m,w  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 tl yJmdl  
5N$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,@r5tK o  
4<,|*hAT  
E$s/]wnr[  
M)-6T{[IT  
系统构建模块-光源和组件 /a9 !Cf  
Xf'=+f2p  
]$-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: _m E^rT  
| $^;wP  
绕y轴旋转-2θ @`"AHt  
y7\"[<E`(V  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 |f( ~@Q:  
|[xi/Q^7  
*V^ #ga#A  
i%Z2wP.o  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 \{\MxXW  
!eR3@%4  
bUy,5gk-  
.\3`2  
-cF'2Sfr  
位置自动配置 l3o#@sz:  
5A Bhj*7  
通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 l.)}t)my}  
8iQ[9  
4EP<tV  
物理光学模拟结果(归一化) 1$lh"fHU  
f&@BKx  
/?-7Fg+,  
GyI-)Bl DC  
物理光学仿真结果 %GEJnJ  
@ez Tbc3  
O09ke-lC  
,{eU P0]  
VirtualLab融合技术 .0HZNWRtb  
h~Q)Uy5N(D  
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