计算凹面闪耀光栅衍射效率的通用方法

为使凹面光栅的衍射能量更多地集中在所需要的级次上,提出了利用机械刻划的方法在凹面基底上制作变刻槽角度的凹面闪耀光栅,并利用菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导了同时在主截面和非主截面内计算凹面闪耀光栅衍射效率的理论方法,弥补了以往只在主截面内考虑衍射效率的不足,最后利用Matlab仿真软件模拟了衍射效率随波长的变化曲线,并对比了在不同制作和使用参数下衍射效率峰值的变化规律,为今后凹面光栅的设计和制作提供了参考价值。     

扩大“3C”非接触式球径仪的量程——测量大曲率半径

大曲率半径(几十至上百米)凹面反射镜,在激光器研制中得到较广泛的应用。本文介绍了用附加长焦距平行光管物镜法,扩大“3C”非接触式球径仪的量程来测量大曲率半径,即可减小接触式测量所带来的误差,又可兼顾自准直望远镜法测量的大量程和自准直显微镜法测量的高精度。     

光栅鉴定会简讯

上海光学仪器工业公司于1980年12月召开了由上海光学仪器研究所研制成功的光栅成果鉴定会。出席会议的有国家仪器仪表总局、上海市科学技术委员会、上海市仪表局及来自全国各地的科研单位、高等院校和工厂等共30个单位,59名代表。 提供鉴定的项目有:每毫米2400槽的全息凹面光栅(Ⅰ型);近红外光栅;金属基底刻划红外光栅;每毫米125条、500毫米长的刻划计量光栅;每毫米100条和125条、300毫米长的复制计量光栅等科研成果。这次鉴定会主要特点是:鉴定的项目多,而且大部分是国内科研生产急需而又空白的品种。     

机械刻划光栅的光线追迹方法

为了评价光栅的光谱质量,完成所设计光栅的光线追迹,针对机械刻划光栅的光线追迹提出了一种改进方法.在费马原理的基础上利用光程函数法得到入射光通过光栅后的光谱分布情况,再使用传输矩阵的计算方法构造出光谱的点列图.该方法适用于刻划在平面、球面和非球面基坯上的等间距和变间距光栅,光栅的光谱面可以为平面或者二次曲面. 通过刻划在非球面基坯上的凹面光栅验证了光线追迹方法的可靠性.     

凹面光栅衍射效率的研究进展

凹面光栅因同时具有聚焦和色散功能而广泛应用于各类紫外、可见和红外波段的光谱分析仪器中,尤其是平场凹面光栅可以结合线阵或面阵探测器来实现即时分析。凹面光栅衍射效率的高低直接影响光谱仪器的信噪比和信号采集,其相关研究也逐渐为人们所关注。介绍了凹面光栅衍射效率的研究进展,比较了由机械刻划法和全息法制作的凹面光栅在掠入射下衍射效率的差别,分析了现有计算衍射效率方法的优缺点,并且对凹面光栅衍射效率的研究趋势做了简要预测,提出了需要同时在凹面光栅的主截面和非主截面内考虑光束对其衍射效率的影响。     

小型平焦场光栅光谱仪的研制

采用名义栅距为 1/12 0 0mm、凹面曲率半径为 5 6 49mm的变栅距凹面光栅 ,研制了一种小型平焦场光栅光谱仪。谱仪入射角为 87.45°,物距为 15 5mm。使用“星光Ⅱ”激光装置对该谱仪进行了测谱实验 ,得到用胶片作时间积分光谱记录时谱分辨率不低于 0 .0 15nm。     

光学表面长曲率半径的测定

一、前言测定球面透镜和反射镜表面曲率半径的方法很多,如采用球径仪的机械法、自准显微镜、刀口仪的自准法及各种干涉法等。球径仪只在曲率半径较小时(例如在1米以内)有较高的精度,自准显微镜也因仪器结构、被测镜孔径的限制,大多只能测量1米以内的曲率半径,而且几乎都只测凹面。刀口仪是测量长曲率半径的最佳方法之一,但只能测凹面。自准前置镜法可以测量长曲率半径,但精度太低。     

全息光栅与制作工艺的探索

本文对全息光栅与刻划光栅的各种特性进行了对比，并介绍了Ⅲ型和Ⅳ型全息凹面光栅的特点及制作工艺。     

双光栅平场全息凹面光栅光谱仪的优化设计

提出了双光栅平场全息凹面光栅光谱仪的优化设计方法.将使用波段一分为二,由两个使用结构相同的平场全息凹面光栅分别进行光谱成像以达到提高光谱分辨率的目的.根据全息凹面光栅像差理论,对光栅的使用结构和两光栅各自的制作结构进行优化求解以校正离焦、像散、彗差和球差等各种像差.据此原理设计了工作波段为200~800 nm、探测器长...     

曲率半径误差对平场全息凹面光栅分辨率的影响及其补偿方法

在平场凹面全息光栅的没计制作中,不可避免的存在曲率半径误差,严重影响光栅光谱仪的分辨率.为了从理论上分析并指导光谱仪器的设计和装调,运用几何光线追迹方法计算并分析了不同曲率半径误差下光谱像宽度的变化规律,发现在一个较大的误差范围内子午焦线的位置随着曲率半径的变化前后平移,同时其弯曲程度几乎没有改变.数值计算发现通过调整像面位置或人臂长度均能够补偿曲率半径的误差.数值模拟结果显示,修正使用结构后的光栅能够达到与设计结果相近的成像质量.     

平场全息凹面光栅结构参量误差之间的补偿作用

平场全息凹面光栅的制作和使用中不可避免地存在结构参量误差,包括曲率半径误差、制作结构误差以及使用结构误差.利用光线追迹方法研究了像宽随波长的变化曲线与子午焦线的对应变化关系,有助于光谱仪的设计和装调.通过分析各种结构参量误差对像宽曲线的影响发现,在较大误差范围内,光栅参量误差对子午焦线的影响作用为平移作用和倾斜作用.数...     

全息凹面光栅

一、机械刻划光栅与全息记录光栅 机械刻划光栅已有150年以上的历史,它是用金刚刀在镀金属膜的玻璃基片上刻划出一系列平行而等间距的槽线,由于机械的周期性误差和不规则震动带来了罗兰鬼线和赖曼鬼线,虽经激光干涉控制槽距,鬼线可压缩至豆10-4-10-6数量级,但杂散光仍相当可观,加以工艺条件十分苛刻,生产效率低,以致光栅生产数量和质量不能满足需要,自激光出现后,法国首先用激光干涉条纹记录在感光材料上来获得全息光栅,70年代已在国际市场上与刻划光栅竞争,其优点是 1.没有鬼线,因为决定光栅槽距的激光波长在一定条件下是严格相等的; 2.杂…     

衍射光栅自刻法

本文介绍以被刻光栅本身作为分度基准刻划长衍射光栅的新方法;以原基准信号控制机器,在一个长毛坯的前端刻出一段光栅,借此构成新的干涉仪以产生“自刻信号”,然后再以此信号控制机器,接着刻划光棚后面的部分.分析了转接误差对自刻光栅的影响,得出刻划长度和误差累积的关系.介绍了实验方案、装置、实验结果等.所刻样品光栅的衍射波阵面干涉条纹在转接处看不出错开和弯曲,实测分辨本领达到理论值的90%(半宽法).     

光学测试

光学元件测试与设备 TB921∥TH703 2004021455 利用莫尔条纹的计算机图像测量长焦距透镜焦距=Measurement for the long focus length of lens by images of Moire fringes[刊,中]／纪俊(中国科学技术大学天文与应用物理系．安徽,合肥(230026)),姚昆…∥量子电子学报．—2003,20(2)．—241-245 利用两块空间频率相同的黑白光栅产生的莫尔条纹来测量长焦距透镜的焦距。从理论上推导出了在平行光场中。置于两块栅线呈一夹角的光栅之间某位置处的透镜产生的莫尔条纹为一组平行的直线系,它的斜率与透镜焦距之间的定量关系。在实验中用CCD接收莫尔条纹的像,由计算机图像的斜率计算出待测透镜的焦距。图4     

小口径长焦透镜的焦距检测技术

基于朗奇-泰伯效应及莫尔条纹技术,利用发散光和不等周期光栅的焦距测量方法被用于小口径长焦透镜的焦距测量。将一块曲率半径存在加工误差的平凹长焦透镜作为待测透镜进行焦距测量。在未知透镜真实曲率半径的情况下,首先计算待测透镜曲率半径误差对焦距检测精度的影响,并确定透镜在整个检测系统中的位置,然后进行透镜焦距实际测量,分别计算多组测量焦距值。通过对比发现,在未知待测透镜曲率半径的情况下,检测焦距的重复性、稳定性均一致,所测焦距均为33200～33270mm,且重复性精度高于±0.055%,测量精度优于焦深的1/5。结果充分说明,所提方法对小口径长焦透镜的焦距检测是可靠、有效的。     

光谱仪中球面聚焦反射镜和凹面全息光栅像差互补的一体化设计

为了兼顾光源聚焦镜引入的像差对光谱仪器分辨率和信噪比的影响,提出了消像差凹面全息光栅和聚焦反射镜一体化设计方法。建立了包含聚焦镜和凹面全息光栅的像差分析物理模型,推导了像差系数表达式,构造了像差校正目标函数,经优化得到设计结果。在一体化设计中,针对臂长为170.3mm、基底曲率半径为170.2mm的单色仪光栅,通过反向增大全息光栅像散项,补偿聚焦镜引入的轴外像差。与传统设计方法相比,该方法的像面点列图的均方根尺寸在子午方向由86μm减小到81μm,弧矢方向由765μm减小到167μm,提高了系统的消像差能力,为凹面光栅光谱仪器的光学系统设计提供了新的思路。     

全息光栅在光学测量中的应用

本文介绍了全息光栅在各种光学系统焦距、截距、像散、单透镜折射率，以及会聚光束曲率半径和位移测量中的应用，并给出了部分实验结果。     

用三坐标测量机调整掠入射光栅谱仪

用三坐标测量机调整掠入射光栅谱仪是我们在研制掠入射光栅谱仪中采用的新方法．我们用这种方法研制了一台曲率半径为１ｍ的光栅谱仪，在２—３２ｎｍ波段范围内，谱线分辨达０．００５ｎｍ，与通常采用的用光源摄谱调整光栅谱仪的方法相比，节省了人力、物力，缩短了研制周期．     

会聚球面波曲率半径的精确测量

本文提出了一种特殊情况下的准菲涅耳衍射近似处理方法,报道了一种利用全息光栅精确测量会聚激光球面波曲率半径的新方法并分析了测量误差。这种方法具有精度高、测量方便、仪器设备简单等优点,从而为高精度全息透镜、凹面全息光栅的制造等提供了可靠的保证。     

CO_2 激光器平凹谐振腔的实验选择

对于封离式CO2激光器,目前大多采用平凹谐振腔,即输出镜为锗平行平面镜(一般不镀膜),全反射镜为镀金凹面镜.考虑到放电管的直径和长度以及锗镜两反射面的平行度,凹面反射镜取多大的曲率半径才能得到谐振腔的最佳匹配,从而得到最大的基模激光功率输出呢?对以上问题我们进行了实验选择.得到的结果是,当凹面镜的曲率半径R为腔长L的1.3至2.3倍时,都可以得到较大的基模功率输出.做实验用的激光器的凹面反射镜是可调可更换的.因而每更换一个凹面反射镜,都可以调得相应的最佳耦合,并调节激光器的工作电流,测得相应的最大输出功率.对于这个结果,曾…