[實用新型]一種低損耗極紫外光傳輸系統

有效

• 申請號: 201320878168.3
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN203688920U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 王超;田進壽;趙衛;白永林
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02B27/44
• 分類號: G02B27/44;G02B5/10;G01J3/02
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 楊引雪

技術領域

本實用新型屬于強光物理技術領域，涉及一種低損耗極紫外光傳輸系統。

背景技術

時間分辨的超快現象向更深層次的拓展迫切需要能夠提供可為之使用的探測手段—更短的光脈沖，這意味著人們要在縮短光脈沖寬度方面做出積極有力的努力，當然這首先包括目前熟知的可見光譜區幾個飛秒脈寬的光脈沖，同時其他光譜區可能的光源也在人們的研究探索范圍之內。

飛秒脈沖產生及控制技術的成熟，如空心光纖脈沖壓縮技術和載波包絡相位鎖定技術的出現，促成了可重復性良好的超短超強疏周期飛秒脈沖產生技術的出現，而這使得光學已經從微擾非線性光學機制階段進入非微擾非線性光學機制—強場非線性光學(或稱為極端非線性光學)機制階段。強場光學高次諧波產生理論研究的不斷深入直至最后高次諧波產生阿秒脈沖群及單阿秒脈沖成熟理論的建立拉開了以2001年首次產生脈寬在阿秒量級單極紫外射線光脈沖為序幕的阿秒研究熱潮。21世紀的第一個十年見證了人們在這方面卓有成效的探索及其取得的驕人進展，強場原子分子相互作用高次諧波產生過程已經被證明為行之有效的產生極紫外波段新光源的主要方法，截至目前，極紫外阿秒光脈沖寬度已達到67as，單能量卻僅僅達到亞納焦量級，基于這個水平雖然已經開展了一些原子內部俄歇電子弛豫等現象的診斷研究，但這樣的能量距離其被預測所具有的廣泛應用層面還存在著一定的差距。因此，產生脈寬更短、單脈沖能量更高的極紫外阿秒光脈沖是當前和今后較長一段時間內強場物理領域的主要目標之一。根據脈沖時間寬度—脈寬τ_p—與其對應頻譜寬度Δv之間由傅立葉變換所決定的約束關系τ_p.Δv≈0.44可知(這里考慮的是變換限定脈沖的情況)，阿秒光脈沖在時間寬度上的縮短直接意味著其頻譜的變寬，這使得用于阿秒光脈沖傳輸及特性分析測等關鍵部件的性能也要作相應的匹配調整。當前，在脈寬為幾百個阿秒的極紫外光脈沖的聚焦傳輸方面，常用的是Mo/Si多層介質球面鏡，它的平均反射率僅有10％左右，這使得源于高階諧波產生過程的原本能量較低的單阿秒脈沖，真正用于阿秒泵浦-探測式應用研究的能量已非常低。這無疑限制了這種新型極紫外光源的應用領域，同時也增加了系統的調試難度。更重要的是，隨著這種極紫外脈沖脈寬的變短，這種介質鏡在更寬光譜上的反射率將急劇降低。因此，從強場物理阿秒研究及相關應用的實際需求考慮，開展低損耗極紫外阿秒脈沖傳輸分析系統的設計研究，是非常有必要的。

實用新型內容

本實用新型為了降低極紫外光聚焦反射過程的能量損失、減小極紫外光測量過程中由聚焦像差引起的測量誤差、以及提高極紫外光光譜分析監測的可操作性，提出了一種低損耗極紫外光傳輸系統。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種低損耗極紫外光傳輸系統，其特殊之處在于：

包括超環面鏡、光柵；

所述超環面鏡為非球面掠入射型超環面鏡；光柵為掠入射型凹面聚焦光柵；

超環面鏡的入射光為極紫外光，入射光的光源位于超環面鏡物點處；

所述入射光經過超環面鏡聚焦后為聚焦光，該聚焦光再入射至光柵，經過光柵衍射后，成為衍射光，最后該衍射光均聚焦在光譜面上，該光譜面為平面；

所述光柵位于超環面鏡聚焦點和光譜面之間；光柵表面設有光柵線；光柵線密度的分布滿足如下公式關系：

d(w)＝d₀+d₁w+d₂w²+d₃w³，

其中，w為每條光柵線的中點距離光柵中心法線的距離；d₀為光柵線密度，d₀＝1190～1210l/mm；d₁＝-3.646～-3.446mm^-2，d₂＝8.556～8.756×10^-3mm^-3，d₃＝-2.309～-2.109×10^-5mm^-4。

上述入射光、聚焦光和衍射光均位于同一平面；

超環面鏡觸光面橫向方向上的面為橫向面，縱向方向上的面為縱向面；

橫向面的曲率半徑R_h＝3225～3235mm，縱向面的曲率半徑Rv＝89.5～91.5mm；

入射光經過超環面鏡聚焦后，產生橫向面聚焦點和縱向面聚焦點，所述橫向面聚焦點和縱向面聚焦點均與超環面鏡聚焦點重合；