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光栅光谱衍射效率测量新技术的误差分析与校正方法研究

2020-06-13王圣浩邵建达刘世杰李灵巧吴周令

光谱学与光谱分析 2020年6期
关键词:效率测量方法

王圣浩,邵建达,,刘世杰*,李灵巧*,吴周令,陈 坚,黄 明

1.中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800 2.合肥知常光电科技有限公司,安徽 合肥 230031 3.超光滑表面无损检测安徽省重点实验室,安徽 合肥 230031

引 言

衍射光栅是非常重要的色散元件,在光谱分析、强激光、光学测量以及其他领域中有着广泛的应用[1-3]。其光谱衍射效率的测量对于优化光栅制造工艺和评估光栅性能有着重要的作用[4-6],光栅光谱衍射效率的定义如式(1)

(1)

式(1)中,η(λi)为当入射单色光束的波长为λi时,光栅在m衍射级次处的衍射效率,其中I0(λi)和Im(λi)分别表示入射单色光束的强度和m衍射级次处衍射光束的强度。通过依次测量波长为λ1,λ2,…,λn-1和λn时光栅的衍射效率,即可获得λ1—λn波段范围内光栅的光谱衍射效率。

在过去的半个世纪里,研究人员提出并发展了一系列测量光栅光谱衍射效率的方法[6-8]。在2006年,为了测量具备超高衍射效率值(>99%)的反射光栅,Bunkowski提出了基于光学谐振腔的测量方法。2016年,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所报道了基于傅里叶光学原理的衍射效率测量方法,该方法可以提高光栅光谱衍射效率的测量精度和测量效率[10]。

如图1所示是目前测量光栅光谱衍射效率比较常见的装置和方法[7-8],系统是建立在双光路光度测量结构上的,系统的主要机械组件包括转台-Ⅰ、转台-Ⅱ和固定在转台-Ⅱ上的机械臂。在测量过程中,首先旋转转台-Ⅰ使激光以α的入射角照射在待测光栅上;接……

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