[發(fā)明專利]絕對波長校準(zhǔn)儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210484056.X
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN102928094A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海波;袁志軍;周軍;樓祺洪;魏運榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G01J9/00
• 分類號: G01J9/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕對波長校準(zhǔn)儀，主要適用于波長計和光譜儀。

背景技術(shù)

絕對波長是激光的一項基本光學(xué)參數(shù)。在激光應(yīng)用中具有重要的作用，例如為了修正光刻機中投影物鏡的成像像差、提高設(shè)計精度，需要知道絕對激光波長。在激光光譜技術(shù)中，為了提高激光輸出的穩(wěn)定性，需要實時測量激光輸出波長，并根據(jù)輸出波長與目標(biāo)波長的漂移量來調(diào)諧光柵等元件調(diào)諧激光波長，從而實現(xiàn)激光波長的穩(wěn)定控制。因此，對激光絕對波長的標(biāo)定和測量具有重要意義。

先在技術(shù)中，采用多個標(biāo)準(zhǔn)具并用迭代算法來校準(zhǔn)激光波長，參見文獻(xiàn)P.S.Bhatia,C.W.McCluskey，and?J.W.Keto,Calibration?of?aComputer-Controlled?Precision?Wavemeter?for?Use?with?Pulsed?Lasers,Appl.Opt.38,2486(1999)。該技術(shù)中采用迭代算法，而迭代算法本質(zhì)上是一種近似算法，不僅其精度難以保證而且運算過程費時。此外，該技術(shù)采用空間耦合的方式將校準(zhǔn)光源和待測光源耦合到測量系統(tǒng)中時僅有一個端口，兩種光源需要分開地連接到系統(tǒng)中才可實現(xiàn)校準(zhǔn)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種絕對波長校準(zhǔn)儀，該絕對波長校準(zhǔn)儀可精確、高速、便捷地校準(zhǔn)激光絕對波長。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種絕對波長校準(zhǔn)儀，其特征在于該絕對波長校準(zhǔn)儀由校準(zhǔn)光源、待測光源、第一光纖、第二光纖、光纖耦合器、第三光纖、小孔、拋物面高反鏡、光柵、成像透鏡、線性光電探測器和電腦組成，上述各部分的位置關(guān)系如下：

校準(zhǔn)光源經(jīng)和待測光源分別經(jīng)第一光纖和第二光纖耦合到光纖耦合器，光束經(jīng)第三光纖傳輸?shù)叫】滋帲l(fā)散的光束入射到拋物面高反鏡擴(kuò)束和準(zhǔn)直后入射到光柵，衍射光經(jīng)成像透鏡聚焦到線性光電探測器上，電腦對校準(zhǔn)光源和待測光源的光斑在線性光電探測器上成像的像素位置分別進(jìn)行讀取和記錄，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。

所述的校準(zhǔn)光源是波長已知的窄線寬光源，并且具有較好的波長穩(wěn)定性。

所述的第一光纖、第二光纖和第三光纖為抗輻射光纖，并在較寬的光譜范圍內(nèi)具有較好的透射率。

所述的拋物面高反鏡的曲面鍍寬帶高反射膜，保證對校準(zhǔn)光源和待測光源所包含的光譜均有較高的反射率。

光柵為反射式閃耀光柵，該光柵具有衍射級次高，色散率大，分光效果好的特點。

成像透鏡的材料為紫外熔融石英或者氟化鈣晶體，以保證在較寬的光譜范圍內(nèi)均具有較好的透射率。

所述的線性光電探測器為線性二極管陣列或線性CCD。

所述的電腦包含數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)據(jù)分析程序，可對線性光電探測器的像進(jìn)行讀取、記錄及數(shù)據(jù)處理。所述的數(shù)據(jù)處理即按下列公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得待測光源的絕對波長為λ_x：

λx=λr+Δλ=λr+2dhcosαkf(Px-Pr).]]>

其中：λ_r為校準(zhǔn)光源絕對波長，P_r和P_x分別為校準(zhǔn)光源和待測光源在線性光電探測器上成像的像素位置，h為單位像素寬度，d、α和k分別為光柵的光柵常數(shù)、光柵閃耀角和衍射級次，f為成像透鏡的焦距。

本發(fā)明的技術(shù)效果如下：