实际光栅系统的分辨本领

本文指出了传统的光栅分辨本领Ｒ＝ｋＮ只是在光源狭缝无限细的情况下的极限值。当光源狭缝还有一定宽度Ｗ时，衍射条纹将增宽，相应最小分辨角Δθｋ将增大，实际光栅系统的分辨本领将减小。文章运用衍射理论，给出了实际光栅系统分辨本领的修正公式。在实验中，在不同光栅宽度Ｄ的情况下，用ｋ＝１级衍射条纹，当测量恰能分辨钠黄光的双线结构的光源缝宽Ｗ时，这时光栅系统的分辨本领是λ／δλ≈１０００，与修正公式计算的理论值一致。     

验证光栅的色分辨本领表式

一、原理平面透射光栅的色分辨本领的表式为λ/△λ=jN (1)j是干涉级、N是光栅受照面上的实际缝数。为了验证(1)式,可用光波波长λ及波长差△λ都已知的光源照射光栅,使光栅对波长差为△λ的两谱线处于恰能分辨状态,然后在分光计上测定在这种状态下j和N的值.把实测到的jN值与已知的λ/△λ进行比较,以验证(1)式。     

复色光光栅衍射实验的Matlab仿真

光栅衍射光谱在单缝衍射因子和缝间干涉因子的共同作用下,随着缝的宽度,光栅常数以及缝的数目都会发生各种变化。本文基于光栅衍射原理,利用衍射光强公式,运用Matlab编写程序,模拟复色光光栅衍射实验,生动清晰的呈现光栅的分光作用,通过改变仿真中的参数值,研究了复色光光栅衍射光谱随缝宽,光栅常数以及缝数等参数的变化,分析了影响光栅分辨本领的因素。计算机仿真可以快速准确地显示实验结果,对加深教学中重点难点知识的理解,提高教学和学生学习的效果有重要意义。     

利用泽尼克系数求取衍射光栅的分辨本领

光栅分辨本领检测设备的焦距通常达几米甚至十几米,采用直接测量法难度大、成本高,利用衍射波前间接求取光栅分辨本领是解决该问题的有效途径之一。在光栅光谱成像傅里叶变换理论基础上,建立了利用泽尼克多项式拟合系数求解衍射光栅分辨本领的归一化模型,揭示了光栅衍射波前与分辨本领的求取关系,提出了依据泽尼克多项式拟合系数求取衍射光栅分辨本领的新方法。根据该方法实测了一块衍射光栅的分辨本领,并与直接测量法进行对比测试。结果表明该方法误差小于4.42%,降低了分辨本领的测试难度,是衍射光栅分辨本领求取的有效手段,应用于ZYGO干涉仪等仪器中,通过简单的波前测试即可得到定量的衍射光栅分辨本领指标。     

光栅扫描光谱仪参数的研究

光栅扫描光谱仪的入射光线和出射光线的方向是固定的,在光栅转动下进行分光,这与光栅不动而入射光方向改变的分光方法不同。由光栅方程出发,计算出电脑自动控制多光栅转动的光谱仪测试系统的角色散率、线色散率和分辨本领,得出光栅扫描光谱仪的角色散率、线色散率和分辨本领等参数公式。所得结果与光栅不动而入射光方向改变的光谱仪的角色散率、线色散率和分辨本领不同。这为光栅扫描光谱仪的使用和研究提供了理论依据。     

光源宽度对光栅分辨本领的影响

光栅的分辨本领定义为其中λ是所考虑波长,δλ是λ附近刚能分辨的两谱线的波长差。一般光学教材都给出了理想点光源或线光源(宽度为零)情况下光栅的理想分辨本领的公式 R=mN(2)其中m是干涉主最大级次,N是光栅刻痕总数。但实用中光源总有一定的宽度,这时光栅的实际分辨本领R'要比R有所下降。探讨R'与R的关系是—个有实际意义的课题。文献[1]中对此给出了公式其中W是所用缝光源宽度,f是准直透镜 L0的焦距(参见图1),D是光栅G的资用长度(设L0的透光孔径能复盖住整个光栅,否则只需把D换成L0透光孔径即可),θ为衍射角。此式当W→0时会导致…     

平焦场光栅光谱仪

介绍用于X光激光研究的平焦场光栅光谱仪的原理、结构、调整方法及实验考核结果。谱仪采用名义刻线为1200L/mm的变栅距凹面光栅,入射角为87°,摄谱范围为5～30nm。给出了谱仪用底片作时间积分记录时,谱分辨为0.01nm;用国产软X光扫描相机作时间分辨记录时,谱分辨为0.05nm,时间分辨本领约为30ps。     

光栅衍射实验中光栅分辨本领的观测

光栅衍射实验中光栅分辨本领的观测王永乐（杭州电子工业学院，杭州３１００３７）（收稿日期：１９９７－０１－０６；修回日期：１９９７－０８－０６）在光栅衍射实验中增加测量分辨本领的内容是很有意义的．本刊９６年第２期上刊登了《对光栅衍射实验中光栅分辨本领的...     

极紫外波段变栅距光栅刻槽密度变化及光谱分辨能力分析

针对应用于50~150nm波段的变栅距光栅, 采用球面波曝光系统进行优化设计, 分析了不同宽度光栅的刻槽密度变化和光谱分辨能力。理论分析结果表明, 光栅宽度为4mm时, 理论分辨能力高于14000;光栅宽度为10mm时, 理论分辨能力约为9000;光栅宽度为30mm时, 理论分辨能力急剧下降, 约为3000。光栅的宽度越大, 其刻槽弯曲程度就越大, 光栅的光谱分辨能力就越低, 因此球面波曝光系统只适合制作宽度较小的变栅距光栅。     

实际光栅系统分辨本领的实验验证

本文通过光栅衍射实验对钠光双线结构的观测，验证了实际光栅系统的分辨本领。     

刻线误差与面型误差对平面光栅光谱性能影响的二维快速傅里叶变换分析方法

光栅刻线误差与基底面型误差影响平面光栅衍射波前、分辨本领、鬼线、卫线及杂散光等光谱性能,研究光栅性能指标与光栅刻线误差及基底加工误差之间的因果关系,对提高光栅质量极为重要。根据光栅衍射中产生的源于刻线误差与面型误差的光程差,推导出了在光栅锥面衍射情况下的光栅刻线误差、基底面型误差、入射角θ、衍射级次m与衍射波前关系的数学表达式,得到构建非理想光栅衍射波前的理论模型。以理论模型为依据,采用干涉仪测量光栅对称级次衍射波前,实现在测量结果中对光栅刻线误差与基底面型误差的分离,并基于二维快速傅里叶变换分析光栅衍射波前,考察了刻线误差与面型误差对光栅性能指标的影响。借助此方法通过重构的光栅衍射波前,分析光栅分辨本领、鬼线等光谱性能,还可以反演光栅全表面刻线误差与面型误差的大小,为光栅基底加工、光栅制造和使用技术提供理论依据。     

用分光计研究三棱镜的色分辨本领

用分光计和三棱镜组成了简单的目视棱镜光谱仪,讨论其色分辨本领公式,并引入线光源的宽度对公式进行修正,解释了此目视棱镜光谱仪观测不到钠黄光双线,只能观测到汞灯的黄色双谱线的原因.     

Applications of VUV extra‐focus mechanism: high‐performance dual‐mode monochromator from VUV to soft X‐ray

A new monochromator scheme is presented in which an extra‐focus constant‐included‐angle varied‐line‐spacing cylindrical‐grating monochromator (extra‐focus CIA‐VCGM) is conveniently combined with a variable‐included‐angle varied‐line‐spacing plane‐grating monochromator (VIA‐VPGM). This dual‐mode solution delivers high performance in the energy range from vacuum ultraviolet (VUV) to soft X‐ray. The resolving power and the efficiency of this dual‐mode grating monochromator are analyzed in detail based on realistic parameters. Comparisons with the commonly used variable‐included‐angle plane‐grating monochromator and normal‐incidence monochromator (VIA‐PGM/NIM) hybrid monochromator are made.     

光学多通道分析仪的分辨率分析

介绍了光学多通道分析仪 (Optic Multichannel Analyzer,OMA)的基本组成和工作原理 ,着重分析了OMA系统中光谱仪的狭缝宽度、光栅参数和 CCD的像素尺度对 OMA系统分辨率的影响。得到的结论是 :OMA系统的分辨率是由系统中分辨率最低的环节决定的 ,无限制地减小狭缝宽度无助于系统分辨率的提高。     

多层膜闪耀光栅衍射的运动学研究

用 X射线运动学理论对软 X射线多层膜闪耀光栅的衍射特性进行了详细的研究 ,得到了衍射规律的一般表达式 ,讨论了产生衍射极大值的条件、光谱特性 ,不同于光栅和多层膜的色散特性。以及用作软 X射线单色器的一般性问题。发现只要选择合适的光栅参数 ,便可以将衍射光的大部分能量集中到某一个非零衍射级上。     

All-channel tunable optical dispersion compensator based on linear translation of a waveguide grating router

We propose and demonstrate a compact tunable optical dispersion compensation (TODC) device with a 100 GHz free spectral range capable of mitigating chromatic dispersion impairments. The TODC is based on longitudinal movement of a waveguide grating router, resulting in chromatic dispersion compensation of ±1000 ps/nm. We employed our TODC device for compensating 42.8 Gbit/sec differential phase-shifting keying signal, transmitted over 50 km fiber with a -2 dB power penalty at 10??.     

Computation of the aberrations of concave diffraction gratings. Part 2. Aberration calculations and estimation of resolving power

The aberrations of a concave grating are derived by computation; the resolving power is estimated from the intersections of the rays with the image plane. It is shown that an aspheric grating can be used to advantage in a monochromator of Zeya-Namioka type.We are indebted to V. A. Efimov for compiling the computer program.     

Fringes of equal chromatic low orders

A new kind of chromatic interference fringe is produced by crossing the dispersion of a plane diffraction grating by an auxiliary dispersion (a spectograph). These are called fringes of equal chromatic low orders, since they have orders of values 0, ±1, ±2,..., etc. The fringes are straight chromatic lines having a separation which is directly proportional to the wavelength. These fringes can be used to measure exactly the grating space, and they afford a continuous wavelength calibration of the auxiliary spectograph. The wavelength can be determined accurately to ±0.04% with a grating having 2000 lines of spacing 0.05 mm.