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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 rpU/s@%L  
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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。 >,g5Hkmqr  
S=R 3"~p  
q6[}ydV  
dm^H5D/A  
建模任务 ,hE/II`-d'  
I($,9|9F  
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。 $N.`)S<  
ujx-jIhT_  
cCng5Nq,c  
|>s v8/!  
光源 x1DVD!0~{  
• 基模高斯光束  ~u/@rqF  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) NV!4(_~  
• 波长 488 nm 9A;6x$s  
9.Ap~Ay.  
Littrow配置 DPPS?~Pq  
@6%gIsj<H  
• 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。 <3#<I)#  
tBl#o ^  
• 空气中反射的光栅方程: Z ps&[;R$-  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 rdI]\UH  
2NR7V*A  
• 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: Nu. (viQ}  
#uWE2*')  
• 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): "#XtDpGk  
+v1-.z  
9qeZb%r&  
T 'i~_R6  
系统构建模块-光源和组件 ;tN4HiN  
.v7`$(T  
"z/V%ZK~f  
z_)`g`($  
使用参数耦合 >r:X~XnRUj  
f=oeF]=I"  
}@*I+\W/  
y$h"ty{g  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 rys<-i(  
C*j9Iaj  
在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 iwkJ~(5z  
GXEcpc08  
f#mx:Q.7I  
V(I7*_ZFl  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 @{bb'q['@  
{|p"; uJ  
在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 d"!yD/RD  
h+xA?[ c=  
o#dcD?^  
D@5s8xv  
1阶反射探测器的定位(R1) iha9!kf  
8vO;IK]9b^  
R1探测器定位步骤: :Fo4O'UC  
EJ8I[(  
绕y轴旋转-2θ rV U:VL`2  
)DRkS,I  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 Z{#"-UG  
Zr9d&|$  
U%n,XOJ  
Y^X:vI  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 )8bFGX7|  
z[Z2H5[  
&! OGIYC(  
A~XOK;sB  
Kc-4W6?$  
位置自动配置 1h{>[ 'L  
>.n;mk  
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。 5<^'Cy  
EM=xd~H  
?'Oj=k"c7  
物理光学模拟结果(归一化) g?gqkoI  
,FY-d$3)  
6#O#T;f)  
S$\.4*_H\  
物理光学仿真结果 *3P3M}3~\  
CQ$::;  
}E,jR=@  
d4% `e&K]'  
VirtualLab融合技术 "0b?+ 3_{G  
"I@v&(Am;  
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