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infotek 2024-01-08 08:01

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 YuB+k^  
sVex (X  
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。 y(K" -?  
bV/jfV"%E  
3G kv4,w<  
vTn}*d.K=  
建模任务 EYA,hc  
`-LGU7~+  
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。 $\9~)Rq6  
X.:]=,aGW  
=hl}.p  
mc4i@<_?  
光源 /hO1QT}xd  
• 基模高斯光束 5atYOep  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) 5ZBKRu  
• 波长 488 nm oY, %Iq  
 O#I1V K  
Littrow配置 kZ"BBJ6w  
d^`?ed\1  
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 +@r*}  
-lv)tHs<  
• 空气中反射的光栅方程: p) +k=b  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 J`2"KzR0w"  
!F?XLekTi  
• 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: Z@r.pRr'  
W 5R\Q,x6  
• 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): j)q\9#sI/(  
Po%(~ )S>  
t45Z@hmcW  
&iV{:)L  
系统构建模块-光源和组件 jVq(?Gc  
%;D.vKoh  
sq'Pyz[[  
+]Y,q w  
使用参数耦合 Od|$Y+@6  
A= w9V  
Fgh]KQ/5  
z<5m fAm  
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。 3)RsLI9  
'}9JCJ  
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。 h;0S%ZC  
KI+VXH}Y5{  
SV(]9^nW  
twx[ s$O'b  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 0P]E6hWgg  
vI@%Fg+D  
在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 D:K4H+ch  
L{c q, jk  
,#8e_3Z$  
? C/Te)  
1阶反射探测器的定位(R1) `HBf&Z  
oqeSG.1  
R1探测器定位步骤: =yy5D$\  
*Aa?yg:=  
绕y轴旋转-2θ ~^cMys |'  
28=O03q  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 F_4n^@M  
of@#:Qs  
t N2Md}@e  
x|5k<CiA  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 ;{[.Zu  
p*P)KP  
+j4"!:N}B  
zi3\63D3eO  
k|!EDze43?  
位置自动配置 L~KM=[cn  
|.3DD"*  
通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 PV=5UyjW  
)=etG  
\~_9G{2?  
物理光学模拟结果(归一化) @n": w2^B  
)<Hd T  
(zFi$  
+) m_o"hl  
物理光学仿真结果 (!zy{;g|  
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s91JBP|B7  
N~xLu8,  
VirtualLab融合技术 g"> {9YE  
'3 ^+{=q  
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