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infotek 2025-01-10 07:55

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 rJu[ N(2k  
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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。 \/!ZA[D|E\  
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gI)u}JX  
9qpU@V!  
建模任务 QZ&4:K+{  
;1v=||V  
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。 +P|2m"UA  
<;%0T xK|U  
IV0[!D  
&pM'$}T*  
光源 I:i<>kG  
• 基模高斯光束 B| tzF0;c  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) 2JVxzj<~`  
• 波长 488 nm ryg4h Hspl  
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Littrow配置 V5AW&kfd  
8V-,Xig;`  
• 所谓的“Littrow”结构是一种光栅定向的特殊设置,目的是确保反射的一阶衍射角(R1)等于入射光束。 34ha26\np  
~Q?!W0ZBE  
• 空气中反射的光栅方程: g`n;R  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 ,^ 7 CP  
bg}+\/78#  
• 为了得到第一反射阶的衍射角,它等于入射角,光栅方程就变成: sK&,):"]R  
7S<UFj   
• 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): d8E,o7$m  
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cD2+hp|9  
fywvJ$HD]L  
系统构建模块-光源和组件 `XW*kxpm  
%H& ].47  
L,?/'!xV  
$w)~xE5;  
使用参数耦合 _ij$f<  
"~/9F  
^ S  
#f*g]p{   
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。 \3zp)J  
OP%?dh]  
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。 ,3HcCuT  
l}rS{+:wK  
xx }GOY.J  
+?[BU<X6u  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 7J|&U2}c  
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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。 ``u:lL  
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d"ZU y!a  
u1Ek y/e-  
1阶反射探测器的定位(R1) ufrqsv]=  
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R1探测器定位步骤: mI7~c;~  
=P`~t<ajB  
绕y轴旋转-2θ T5|c$doQ  
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沿着x方向移动探测器,ΔxR1 lw[e *q{s.  
\NK-L."[  
0 [8=c&F  
(K :]7  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 _M t Qi  
,*Z.  
hoQ7).>  
S1J<9xqSQ8  
B$vr'U   
位置自动配置 zl%>`k!>  
3s*(uS(  
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。 syPWs57pH  
yGj.)$1},@  
>&S0#>wmyG  
物理光学模拟结果(归一化) z0bJ?~w,  
JOb MZA$  
o.7{O,v  
*7$P]  
物理光学仿真结果 tX%`#hb?s  
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&dR=?bz-A  
r$(~j^<s  
VirtualLab融合技术 Hkd^-=]]no  
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