变间距光栅刻线密度的测试精度分析

介绍了衍射法测量变间距光栅线密度的测量系统。该测量系统由激光器、准直镜、光栅转动台（含角度测量仪）、直线工作台、光栅调节架、探测器和待测光栅组成。分析了系统中各种误差对测量精度的影响，以及变间距光栅参数的变化对光学系统的影响和补偿办法。计算表明，该系统的测试精度满足光束线对光学系统的性能要求。

变间距光栅刻线密度测试系统的性能评价

在国家同步辐射实验室二期工程光束线的建设中,建立了一套变间距光栅刻线密度的测试系统。该系统采用衍射测量法测量光栅间距的变化,可以对光栅长度为100 mm的平面和凹面光栅的刻线密度进行测量。样品测量结果表明,该系统的测量精度△N/N<2×10^(-4),满足光束线工程的要求,可以作为NSRL进口的变间距光栅的验收工具。

拼接型光栅对压缩器中刻线密度差对输出脉冲的影响及补偿方案

拼接型光栅对压缩器中子光栅的刻线密度不一致会降低压缩器的品质,补偿刻线密度差的影响对于提高输出脉冲的性能具有十分重要的意义.基于光线追迹的方法建立了理论模型,数值分析了刻线密度差所导致的出射光角度偏移及输出脉冲展宽程度.提出同时用水平角偏误差和纵向错位误差来补偿光栅刻线密度差影响的方案,给出不同刻线密度差时的理论光栅偏转角度和对应的平移距离以及该方案的补偿范围.利用空谱干涉测量方法,验证了该方案在一定范围内可校正出射光的角度偏转,较好地补偿二、三阶色散误差,且实验与理论结果较为符合.本研究可为拼接光栅压缩器的设计与调整提供指导.

平面全息光栅刻线密度的倍频式调整方法

刻线密度准确与否直接影响光栅色散及给定波长的衍射方向,进而影响光谱仪器结构设计。为了提高全息光栅刻线密度的制作精度,提出了平面全息光栅刻线密度的倍频式调整方法。将给定刻线密度的基准光栅放在干涉场曝光区域内,调节光束干涉角,干涉场曝光光束经基准光栅衍射后,根据调整光栅刻线密度的不同选择不同的衍射级次相互叠加形成莫尔条纹,以基准光栅刻线密度的倍数来确定待制作光栅的刻线密度。理论证明了基准光栅周期与光栅像周期之间存在倍数关系,指出了基准光栅刻线密度选择在倍频式调整方法中的等效规则,分析了基准光栅宽度不同对光栅刻线密度制作精度的影响。计算结果表明,当基准光栅宽度达到100mm时,制作300line/mm光栅其刻线密度误差小于1nm,刻线密度越大误差越小,故以基准光栅的刻线密度来确定待制作全息光栅刻线密度的倍频式调整方法能够满足全息光栅的制作要求。

日本大型高密度刻线光栅刻划机概述

1.引言 随着同步辐射应用和空间天文学领域的发展,需要高性能高质量的新型光谱仪,而这类光谱仪又要求大面积,高刻划密度的光栅,为此,日本日立有限公司中心研究室研究制成功了大型高密度刻线光栅刻划机。

自由电子激光器用极紫外波段平面变栅距光栅

针对极紫外波段自由电子激光器（大连相干光源,DCLS）对高分辨能力平面变栅距光栅的需求,基于光程差以及像差原理构建了极紫外平面变栅距全息光栅。采用改进的局部优化算法给出了平面变栅距光栅的记录参数,利用全息曝光技术在硅光栅基底上制作了中心刻线密度为600gr/mm、占宽比为0.46、槽深为550nm、有效刻划面积为30mm×30mm的极紫外平面变栅距全息光栅。采用Littrow衍射法测量了平面变栅距光栅的刻线密度,并基于像差理论分析了平面变栅距光栅的理论分辨能力。结果表明：制作的600gr/mm平面变栅距光栅在有效面积内的刻线密度误差小于0.175gr/mm,在极紫外波段（50-150nm）的分辨能力大于12 000,满足自由电子激光器的设计要求。提出的设计及制作方法为制作高质量平面变栅距光栅提供了理论及技术保障。

在线诊断光谱仪用光栅制作误差对光谱成像的影响及补偿

为制作应用于在线诊断光谱仪的高分辨率光栅,通过分析记录参数误差对光栅刻线密度、聚焦曲线、谱像宽度等的影响及规律,提出相应的补偿方法是必要前提。基于费马原理、光程差理论及像差理论,分析了光栅光谱性能对记录参数误差的影响及其敏感性。在光栅使用参数固定的情况下,记录角度误差对光谱性能影响较大,在光栅设计时可通过对记录角度加权的方法来提高记录角度的取值的精确度;记录臂长误差对光谱性能影响较小;记录臂长和记录角度的相对误差决定了其对光栅光谱性能影响程度。结果表明,单侧记录臂长和角度误差对光谱性能的影响,可分别通过调节两臂臂长及角度的相对误差进行补偿。由此可以确定对应用于在线监测光谱仪光栅成像质量影响较大的误差因素,并给出制作误差的相应补偿方法,降低曝光系统的调试难度,为制作在线诊断光谱仪用高分辨率光栅提供理论指导。

1700线/mm镀金光栅的拼接理论和实验研究

提出了一个能够实时地监控拼接光栅状态的方案;理论上论证了氦氖光不能用来实时监控1740线衍射光栅的光栅拼接实验;提出了一种选择监控光波长的方法,使得拼接光栅的各种误差对于主光束和监控光的影响是一致的,并且通过实验进行了验证.

极紫外波段平面变栅距全息光栅的优化设计

为制作应用于极紫外波段（50～150nm）的变栅距全息光栅，提出了一种新的应用于球面波曝光系统的优化算法，即改进的局部优化算法。根据仪器使用要求构建了期望刻线密度函数，并以此建立优化目标函数，其特点是使四个目标函数转化为多变量、带约束的一个目标函数，变为非线性优化问题。使用改进的局部算法时，由于对目标函数进行了加权，赋予了初值多样性，限定了记录参数取值，给出了刻线密度系数的约束条件，从而改变了各项系数对目标函数值的贡献，有效地降低了刻线密度函数系数的误差，提高了刻线函数符合程度及光栅分辨率。与常规局部优化算法相比较，使用改进的局部优化算法可使刻线密度函数与期望刻线密度函数绝对误差在0-0．02line／nm范围内，提高一个数量级，分辨能力可由4000提高至17000以上。结果表明，只要优化方法选择得当，使用简单的球面波曝光系统可以制作高分辨率的变栅距全息光栅。

平行光栅对压缩器输出激光脉冲的时间稳定性分析

在两种不同条件下分别讨论了平行光栅对压缩器输出激光脉冲的时间稳定性,采用数值计算的方法定量分析了光束指向性、折返镜姿态变化、光栅对平移误差等因素对压缩器输出脉冲脉宽的影响以及在不同光栅刻线密度下输出脉冲对这些因素的敏感程度,并给出了不同条件下不同影响因素的误差容许范围。