[实用新型]一种基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪。

背景技术

以单色平行光垂直照射在光栅面上，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：

式中d为光栅常数，k为光谱线级数，为k级明条纹的衍射角，λ为入射波长。由此可以看出，对于不同波长的入射光其衍射角不同，因此可在已校准的标尺上读出所测的入射光的波长。

对透射光栅，光谱的级次越高，色分辨本领和色散本领就越大；但级次越低光强越大，零级衍射能量占总能量的很大比例，不适于应用在输出功率很低的THz频段。闪耀光栅却能够使光能量几乎全部集中到所需要的一级光谱上去，可完全克服透射光栅的缺点。

采用闪耀光栅构成谐振腔，具有很好的纵模选择能力，且对闪耀光栅Littrow结构，不同波长谱线之间的入射角间隔较大，可以很容易的连续选择不同波长实现振荡。

机械刻划光栅是在镀有铝膜的玻璃不锈钢等基底上机械的刻划出来的，以楔形钻石刀头在镀有金属膜的基底材料上刻划出一系列等间距的锯齿状槽面，如图1、2所示。a为槽面宽度，d为光栅常数。刻槽面与光栅平面之间的夹角θ为闪耀角，可以通过控制刀口的形状得到不同大小的闪耀角。由于刻槽面的反射，使得每个槽面衍射的最大值和各槽面间干涉的零级主极大分开，光强最大值从零级光谱转移到某一级光谱上去。

光束受到平面反射光栅的衍射后，在某些方向的光束满足光栅方程

mλ＝d(sini+sinr)(m＝0,±1,±2,--)    (1)

λ为波长，d为光栅周期，i为入射光线与光栅法线的夹角，m为整数，衍射光线与光栅法线之间的夹角r为衍射角，与i同侧时为正，异侧时为负。

光栅振荡器的工作方式有两种。一种是一级振荡、零级耦合输出，如图3所示，包括平面或球面全反射镜1与光栅全反射镜2，二者构成可调谐激光谐振腔，通过控制光栅的转动角度达到对振荡频率的选择，光栅的一级衍射反馈回谐振腔内而将零级衍射耦合输出。另一种如图4所示，其工作方式为一级振荡、一级输出，包括平面或球面部分反射镜1与光栅全反射镜2，二者构成可调谐激光谐振腔，通过控制光栅的转动角度达到对振荡频率的选择，光栅的一级衍射反馈回谐振腔内并通过部分透镜1耦合输出。

实用新型内容

本实用新型的任务在于提供一种基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪。

其技术解决方案是：

一种基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪，包括输入端镜片、半反半透镜、闪耀光栅、THz功率计；输入端镜片输入端面镀有THz波段增透膜，半反半透镜为输入端面镀THz波段增透膜的石英镜片，上述输入端镜片设置在光学平台上，与腔轴线成40-50°角，并且其摆放角度能够在水平方向上作出调整，半反半透镜设置在光学平台上，与腔轴线垂直，闪耀光栅设置在位于光学平台上的电动角位移平台上，通过电动角位移平台来调整闪耀光栅在水平方向上的摆转角度，由半反半透镜与闪耀光栅构成F-P腔，THz功率计设置在能够接收到由输入端镜片内面反射的THz波的位置上。

本实用新型具有以下有益技术效果：

本实用新型采用半反半透镜与闪耀光栅构成F-P腔，输入端镜片可以调整其水平摆放角度，把闪耀光栅设置在位于光学平台上的电动角位移平台上、通过调整闪耀光栅的水平摆转角度来实现波长的选择振荡，能够准确测量较大范围的THz波长。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作更进一步的说明：

图1为闪耀光栅的结构原理示意图，示出的是其垂直于刻划条纹的剖面。

图2为闪耀光栅的光路原理示意图。

图3为闪耀光栅的第一种工作方式简图。

图4为闪耀光栅的第二种工作方式简图。

图5为本实用新型基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪一种实施方式的结构原理示意图。

图6为本实用新型基于闪耀光栅的法布里-珀罗THz波长测量仪处于一种工作状态时的俯视结构原理视图，未示出光学平台部分。

具体实施方式