摘要

Littrow結(jié)構(gòu)是單色器、光譜儀和諧振器中一種非常常用的定向閃耀光柵的方法，其目的是在衍射角等于入射角的情況下獲得最高效率。顯然，這種類型的系統(tǒng)對(duì)不同元件的位置非常敏感，此外，這些最佳位置十分依賴波長和光柵的周期。我們?cè)谶@里提供了一個(gè)根據(jù)Littrow配置的光學(xué)裝置，而且，通過一些編程，即使在波長或光柵周期的變化下，也能保持這些最佳位置。

建模任務(wù)

VirtualLab Fusion中的參數(shù)耦合特性可以幫助配置系統(tǒng)，使光柵和探測(cè)器都根據(jù)Littrow自動(dòng)定位。

光源

?基模高斯光束

?小發(fā)散度(半角div. 0.005 deg)

?波長 488 nm

Littrow配置

?所謂的“Littrow”結(jié)構(gòu)是一種光柵定向的特殊設(shè)置，目的是確保反射的一階衍射角(R1)等于入射光束。

?空氣中反射的光柵方程：

其中??、??、??分別表示入射角、衍射角和衍射階數(shù)。

?為了得到第一反射階的衍射角，它等于入射角，光柵方程就變成：

?因此，利用入射光束的波長和光柵的周期可以計(jì)算出光柵的旋轉(zhuǎn)角度(Littrow角)：

系統(tǒng)構(gòu)建模塊-光源和組件

 

使用參數(shù)耦合

這個(gè)光學(xué)設(shè)置已經(jīng)建立使用參數(shù)耦合特性，這允許用戶可以通過編程連接系統(tǒng)的多個(gè)參數(shù)和變量。

在這種情況下，光柵的旋轉(zhuǎn)，以及兩個(gè)探測(cè)器的方向和位置(一個(gè)是0階的R0，另一個(gè)是1階的R1，都是反射)將通過參數(shù)耦合自動(dòng)確定。

 

0階(R0)光柵定位探測(cè)器的旋轉(zhuǎn)

在VirtualLab Fusion中旋轉(zhuǎn)光學(xué)系統(tǒng)中的一個(gè)元件時(shí)，默認(rèn)的反射通道(與光柵的0階重合)將被分配一個(gè)符合斯涅爾定律的坐標(biāo)系。

 

1階反射探測(cè)器的定位(R1)

 R1探測(cè)器定位步驟：繞y軸旋轉(zhuǎn)-2θ

沿著x方向移動(dòng)探測(cè)器，ΔxR1

沿著z方向移動(dòng)探測(cè)器，ΔzR1

 

位置自動(dòng)配置

通過可編程參數(shù)耦合，VirtualLab可以自動(dòng)完成光柵的旋轉(zhuǎn)和探測(cè)器R0和R1的定位。

物理光學(xué)模擬結(jié)果(歸一化)

 物理光學(xué)仿真結(jié)果

 

VirtualLab融合技術(shù)

 

 

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