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infotek 2025-01-10 07:55

闪耀光栅的Littrow配置

摘要 -IP3I  
c1 ~=   
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。 _]/&NSk  
l(fStpP  
.zMM!l3  
q_gsYb  
建模任务 n?EL\B   
Qk_Mx"  
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。 re%MT@L#  
.15^c+j  
uTq)Ets3  
}2;{ }J  
光源 n@e[5f9?x  
• 基模高斯光束 .o_?n.H'&  
• 小发散度(半角div. 0.005 deg) d$O)k+j  
• 波长 488 nm BGSqfr1F  
2TZ+R7B?  
Littrow配置 =#Qm D=  
;xl_9Ht/  
• 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。 eCI0o5U  
|-'.\)7:  
• 空气中反射的光栅方程: Hrd z1:#6,  
其中𝛼、𝛽、𝑚分别表示入射角、衍射角和衍射阶数。 h=`1sfz  
L3 VyW8Y  
• 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: 7K\H_YY8#  
j1hx{P'  
• 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): $S(q;Y  
uJX(s6["=  
w*3DIVlxL  
1qgzb  
系统构建模块-光源和组件 ?\J.Tv $$$  
IY=CTFQ8lm  
rcyq+wY #  
MY$-D+#/`  
使用参数耦合 K7 N)VG  
r:n-?P  
(q|EC;   
Db5y";T  
这个光学设置已经建立使用参数耦合特性,这允许用户可以通过编程连接系统的多个参数和变量。 ^HM9'*&KJ  
kpU-//lk+  
在这种情况下,光栅的旋转,以及两个探测器的方向和位置(一个是0阶的R0,另一个是1阶的R1,都是反射)将通过参数耦合自动确定。 i( l'f#  
^^m3 11=  
G;CB%qXI  
/j`v N  
0阶(R0)光栅定位探测器的旋转 (XDK&]U  
|##rs  
在VirtualLab Fusion中旋转光学系统中的一个元件时,默认的反射通道(与光栅的0阶重合)将被分配一个符合斯涅尔定律的坐标系。 'J=knjAT  
KW[Jft  
g\n0v~T+  
dAZh# i[  
1阶反射探测器的定位(R1) WV8?zB1  
sJHN4  
R1探测器定位步骤: nLfITr|5  
nYv`{0S+m  
绕y轴旋转-2θ 1hT!~'  
5Tt%<#4  
沿着x方向移动探测器,ΔxR1 UFED*al#  
1Z+\>~8  
\B<A.,i4  
s7~[7  
沿着z方向移动探测器,ΔzR1 Q5N;MpJ-  
(6WSQqp  
mAFVjSa2  
vG7aT  
f4k\hUA  
位置自动配置 M-B-  
>cEB ,@~  
通过可编程参数耦合,VirtualLab可以自动完成光栅的旋转和探测器R0和R1的定位。 \>>^eZ  
mh4`,N  
;~>E^0M  
物理光学模拟结果(归一化) KP[H&4eoC  
eZr}xo@9  
oiS>:de%tc  
DsY$  
物理光学仿真结果 8#S}.|"?F  
s|1BqoE  
:cmQ w  
;goR0PN  
VirtualLab融合技术 zJp@\Yo+  
;8G( l   
=>0+BD  
XgfaTX*  
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