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2025-01-10 07:55 |
闪耀光栅的Littrow配置
摘要 ,~3 sba _&:o"""Wf 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。 QvqBT X%gJ,c(4
ybB}|4d& \"lzmxe0p 建模任务 l9<+4rK2 q)%C| 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。 ``NjNd xE9s=}
^ ]B&7\w"t MBg^U<t8 光源 dXOjaS# ~ • 基模高斯光束 `P GWu1/ • 小发散度(半角div. 0.005 deg) \/,SH?>4x • 波长 488 nm P EbB0GL 'LX=yL]I Littrow配置 B8P%4@T zL_X?UmV • 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。 wF&\@H >DV0!'jW • 空气中反射的光栅方程: Gis'IX( 其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 @Xh4ZMyEx 5}By2Tx • 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: fZGKVxo" *JDc1$H0 • 因此,利用入射光束的波长和光栅的周期可以计算出光栅的旋转角度(Littrow角): NyGF57v[M 5H',Bm4-
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Jv7M[SJ#x 系统构建模块-光源和组件 n_w,Ew,>5 a'A0CQ
A#p@`|H#B :q= XE$%H 使用参数耦合 +wio:== :b
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s 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。 |e\:0O? q6,xsO,+ 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。 6Z'zB&hM} M0]fh5O
0lBl5ke `C=p7% 0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 sS0psw1 JD>!3>S)? 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。 k'\RS6M`L w"Z>F]YZ
3b_#xr- ROfmAc 1阶反射探测器的定位(R1) Wd%j;glG x,V_P/?% R1探测器定位步骤: _}\&; }\irr9, 绕y轴旋转-2θ ^@ux
]:f1r8<3p 沿着x方向移动探测器,ΔxR1 R0+m7mx#E 'IgtBd|K>
,`wxXU7 G(4k#jB 沿着z方向移动探测器,ΔzR1 Wqqo8Y~fq LD5'4,%-
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!P;qc 位置自动配置 I?:V EN: >y=%o~ 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。 iUO5hdOM kj[[78
~q9RZ#g13J 物理光学模拟结果(归一化) ~C[,P\, H4pjtVBr
f]hW>-B(q h0gT/x 物理光学仿真结果 c9&
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