Spectrogon光栅应用

产品介绍

Spectrogon光栅应用

激光波长调谐

全息光栅通常用于激光的波长调谐。 光栅作为激光腔内的波长选择性端镜。 使用了两种基本配置，Littrow配置和掠入射或Littman配置。

Spectrogon光栅应用

Littrow配置

安装光栅使得所需波长的光沿入射光束衍射回来，并通过旋转光栅扫描波长。 通常，使用腔内消色差透镜，其扩展激光束以填充光栅的相对大的区域。 零级衍射光束可用作输出激光束; 然而，缺点是当光栅旋转时光束将具有不同的方向。

掠入射Littman配置

光栅保持在90度附近的入射角度固定，并通过旋转特殊调谐镜来调谐波长。 不需要扩束透镜，因此可以使用更小的光栅。 然而，大入射角意味着光栅的刻划宽度必须远大于刻线长度。

对于垂直于光栅线（TM偏振）偏振的光，掠入射的效率可能非常高，但对于TE偏振总是非常低。 因此，染料激光束将是平面偏振的。

激光脉冲压缩

当短激光脉冲通过光纤传输时，由于非线性效应（自相位调制），脉冲将被拉伸或“啁啾”。光纤中的群速度色散会导致脉冲前沿更长 波长比高。 通过使用一对光栅，可以布置使长波长脉冲比短波长脉冲行进更长的光程，并且在光栅对之后它们同时到达。 光栅对不仅补偿了光纤中的脉冲展宽，而且使脉冲比输入时是更短。 可以实现高达90倍的压缩。

啁啾脉冲放大

某些类型的锁模激光器可以产生非常短的脉冲（100飞秒）。 对于许多应用，这些脉冲的峰值功率太低。 啁啾脉冲放大（CPA）技术可用于放大这种脉冲，以达到Terawatts的峰值功率。

放大器基本上是谐振器内的激光晶体。 为了避免会破坏晶体的强烈非线性效应，输入脉冲会及时拉伸，从而降低峰值功率。 然后放大该啁啾脉冲，并随后压缩以获得持续性几乎等于输入脉冲的高功率脉冲。

拉伸和压缩

拉伸和压缩均利用光栅对，以减色散模式排列;这样使得*光栅的角色散被第二光栅消除。入射在*光栅上的两个不同波长的平行光束在离开第二光栅时仍然是平行的，但是它们已经行进了不同的距离。

平行排列的光栅对将引入负群速度色散，即长波长的脉冲比短波脉冲晚到。

为了实现正色散延迟，需要更复杂的布置。需在光栅之间插入无焦透镜系统（望远镜）。望远镜反转了角度的符号，使得光束以与离开*光栅相同的角度撞击第二光栅。

展宽器和压缩机通常用于双通道。优点是双重的：色散加倍，并且光束的所有波长分量出现共线，而不是如图中所示的单次通过的线性平移。

光谱仪器

光谱仪器通常包括入口狭缝，准直器，色散元件，聚焦光学器件，有时还包括出口狭缝。 进入入口狭缝的辐射由准直器收集，通常是凹面镜。

色散元件，在这种情况下即光栅，在取决于波长的方向上偏离辐射。 将分散的辐射聚焦到图像平面上，并在那里形成光谱（入口狭缝的一系列单色图像）。

单色器

在单色器中有一个出口狭缝，它传输一小部分光谱。 入口和出口狭缝是固定的，通过旋转光栅扫描光谱。 因此，光栅在入射光和衍射光之间具有恒定的角度偏差。 大多数类型的单色器都是如此，例如Czerny-Turner，Ebert和Littrow类型。

光纤

全息光栅非常适合光纤应用。 通过使用高频光栅，可以实现高效率，并且高角度色散使设计小型紧凑型仪器成为可能。

拉曼光谱和激光散射实验

在激光散射研究中，对光栅的要求非常高，例如用于等离子体诊断的拉曼光谱和汤姆逊散射。样品被激光照射，并且共振散射产生非常接近强激光线的弱光谱线。在拉曼光谱中，峰值仅具有10-12激光的强度，并且可以仅与激光线分开10cm-1。

通过使用具有长焦距的大型仪器实现必要的高分辨率，其中所有光学表面都具有高质量。当非常靠近强光谱线工作时，光学系统的像差和孔径光阑的夫琅和费衍射可能产生相当大的杂散光。 Spectrogon低杂散光栅在高光学质量的基板上制造，并且这种光栅实际上对光学像差没有影响。双光谱仪或三光谱仪经常被用来减少杂散光。全息光栅是必要的，因为即使好的刻划光栅也会产生重影，这些重影比要检测的光谱峰值强几个数量级。

吸收光谱

吸收光谱是另一种应用，其中全息光栅的低杂散光具有很大的优势。 杂散光水平与仪器的吸光度范围直接相关，杂散光越少，可以测量吸光度值越高。

吸收光谱中的光源通常是宽带光源，因此杂散光由连续的波长组成。 入射光的每个波长分量产生杂散光，并以实际波长为中心。

产生的杂散光是所有波长分量的总和。