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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 eC*-/$D  
Ap9 %5:]  
Littrow结构是单色器、光谱仪和谐振器中一种非常常用的定向闪耀光栅的方法,其目的是在衍射角等于入射角的情况下获得最高效率。显然,这种类型的系统对不同元件的位置非常敏感,此外,这些最佳位置十分依赖波长和光栅的周期。我们在这里提供了一个根据Littrow配置的光学装置,而且,通过一些编程,即使在波长或光栅周期的变化下,也能保持这些最佳位置。 j$}W%ibj  
k+y>xI,  
SD=9fh0l  
WcKL=Z?(  
建模任务 o 9{~F`{p  
~"i4"Op&  
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。 rT28q .  
(xlA S  
46M?Gfd,X  
pXq5|,aC  
光源 i2 m+s;  
• 基模高斯光束 Afo qCF  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) "CF{Mu|Q=  
• 波长 488 nm qn#f:xltu  
VXIB9 /*i  
Littrow配置 1g bqHxWI  
J?84WS  
• 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。 0Nq6>^ %  
Q*l_QnfG  
• 空气中反射的光栅方程: ad'C&^o5  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 .lIkJQ3d  
U8icP+Y  
• 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: D+69U[P_A  
}@avG t;v  
• 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): 9ZXEy }q57  
A]q"+Z]  
9ld'SB:#  
=#sr4T  
系统构建模块-光源和组件 7S)u7  
<ZgbmRY8  
{G(N vf,K]  
zd^QG  
使用参数耦合 $ru()/pI)z  
n0< I  
Hv.n O-c  
MNZD-[  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 :;u?TFCRx  
kPg| o3H  
在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 P *zOt]T  
BaUcmF2Q  
?Z[`sm  
.iXI oka  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 (_$'e%G0  
6N {|;R@2  
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.I2J`_  
=&xN dc  
t/L:Y=7w  
s6| S#  
1阶反射探测器的定位(R1) ^YwTO/Q|  
tp3]?@0  
R1探测器定位步骤: "~^ #{q  
j`pX2S  
绕y轴旋转-2θ m C &*K  
u AmDXqJ 3  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 tj=l!  
N 56/\1R  
x=~$ik++  
lay)I11- >  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 wtpz ef=  
:Lze8oY(D}  
K:\db'``  
j`A3N7;  
z),@YJU"z  
位置自动配置 }4A $j{\  
p&|:,|jo5  
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。 &q0s8'qA  
FyV)Nmc%t  
236,o {9e  
物理光学模拟结果(归一化) 0k\BE\PQk  
N|53|H  
MmPLJ  
Iurb?  
物理光学仿真结果 ;+-Dg3  
q"O4}4`  
G34fxhh  
"{F e  
VirtualLab融合技术 Bc^ MZ~+ip  
@0{vA\  
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