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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 ~x^Ra8A  
'e_e*.z3  
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。 w '9!%mr  
*'*n}fM  
5"ooam3  
RKZBI?@4  
建模任务 1je/l9L  
6z]y =J  
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。 $)$_}^.k  
% K,cGgp^)  
_9dW+  
HL-'\wtl  
光源 }$[@*  
• 基模高斯光束 Ta$55K0  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg)  uAs!5h  
• 波长 488 nm H^dw=kS  
U'u_'5 {  
Littrow配置 ui-]%~  
\Rs9B .  
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 U "r)C;5  
Bw~jqDZ}|  
• 空气中反射的光栅方程: L={\U3 __k  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 u}P:9u&h6X  
Gqj(2.AY  
• 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: >cpv4Pgm  
RI+Y+z  
• 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): {Us^ 4Xe  
\4>w17qng  
xm5?C>vu(  
{jv+ J L"5  
系统构建模块-光源和组件 5V~vND* s  
OT(0~,.GJ  
R"l6|9tmP  
l-Ha*>gX[j  
使用参数耦合 p+5J  
oW(EV4J"  
/ !y~Q|<|=  
5<e{)$C  
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。 YQyI{  
[#YzU^^Ib  
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。 @eutp`xoT\  
Jd?qvE>Pp  
6(x53 y__  
3t9CN )*  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 @.c[z D  
lMG+,?<uK&  
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#8A|  
\B:k|Pw6~  
)wXE\$  
]*gf$D  
1阶反射探测器的定位(R1) R4T@ ]l&W  
<lNNT6[/r  
R1探测器定位步骤: aOd|;Z  
{p$@)b  
绕y轴旋转-2θ *&\6x}.I4  
w{u,YM(Q  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 :R3iLy  
&5.J y2hO]  
+v'2s@e` #  
FFcIOn  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 8aC=k@YE  
V#|/\-@  
iz)r.TJ  
oO`a{n-  
23Dld+E&  
位置自动配置 7 h0u7N  
}s:3_9mE  
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。 wjZ Q.T!  
ylb)SXBf  
XA(.O|VZ  
物理光学模拟结果(归一化) u!HX`~q+A  
>8x)\'w  
k}I65 ^l#  
;MK|l,aIQ  
物理光学仿真结果 ^TjC  
}Y|M+0   
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J] w3iYK  
VirtualLab融合技术 T8)X?>CIW  
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