專利名稱：調(diào)整光柵對平行的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種關(guān)于調(diào)整光柵對平行的方法，主要適用于調(diào)整兩塊光柵相互平行的位置。
背景技術(shù)：
在超短(飛秒量級)超強(大于1012瓦)激光的產(chǎn)生過程中，需要用一對相互平行的光柵壓縮激光脈沖，精確地調(diào)整光柵對的平行度對保證輸出光脈沖的波形質(zhì)量、提高峰值功率有著重要的意義。在先技術(shù)中，Edward Miesak和Raluca Negres在文章“Alignment Procedure for a Dual Grating Pulse Compressor”(Optic andPhotonics News，1998，vol.9，No.8，P36-37之間的增頁)中提供了一種調(diào)整方法，光路布置如圖1所示。調(diào)整方法與步驟是①首先使一束激光入射到半反半透鏡1上，經(jīng)過反射后穿過小孔光闌2入射到第一反射鏡3上，調(diào)節(jié)第一反射鏡3使激光gki射到第一光柵4的中心O1上，然后調(diào)整第一光柵4使它的衍射光束落在第二光柵6的中心O2上。②將第二反射鏡5放到B位置，調(diào)節(jié)它的姿態(tài)使從第一反射鏡3射來的激光束沿原路返回(以是否穿過小孔光闌2作為判斷的依據(jù))。③保持第二反射鏡5的姿態(tài)不變，平移到C點，第二反射鏡5將光束反射回第二光柵6，調(diào)節(jié)第二光柵6，使光束沿原路返回(以是否穿過小孔光闌2作為判斷的依據(jù))，這樣就可判斷兩光柵4與6的平行了。
上述在先技術(shù)中，調(diào)整的步驟與涉及的光學(xué)元件都很多，誤差必然也多，而且兩光柵的平行精度很難保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明調(diào)整光柵對平行的方法，是利用光柵對不同波長光束的色散特性，選用兩束不同波長λ1≠λ2的激光束來進(jìn)行調(diào)整。其光路的布置如圖2所示。具體的調(diào)整步驟是<1>首先選用產(chǎn)生兩束不同波長λ1≠λ2激光束的第一激光器7和第二激光器8，并使兩束不同波長λ1和λ2的激光束經(jīng)過一半反半透鏡1后混合為一束共線光束OA；<2>將上述共線光束OA通過一小孔光闌2射到第一光柵4上，產(chǎn)生兩束第一光柵衍射光束AD和AE，使第一光柵衍射光束AD和AE入射到第二光柵6上產(chǎn)生兩束第二光柵衍射光束DF和EG射到反射鏡5上后反射回去，再次經(jīng)過第二光柵6和第一光柵4后射到帶有刻度的標(biāo)尺9上，形成兩個光點；<3>移動標(biāo)尺9，觀察標(biāo)尺9上兩光點的間距在遠(yuǎn)場與近場時的變化。兩光點的間距在遠(yuǎn)場與近場時無變化則表明第一光柵4與第二光柵6相互平行；兩光點的間距在遠(yuǎn)場與近場時有變化，即兩者不相等，則分別調(diào)整第一光柵4與第二光柵6，直到在遠(yuǎn)場與近場時，兩光點的間距無變化為止，即兩光柵相互平行為止。
上述本發(fā)明調(diào)整光柵對平行的方法，其光路布置如圖2所示，具體調(diào)整步驟如上所述①首先用一半反半透鏡1將第一激光器7和第二激光器8發(fā)出的兩束不同波長λ1和λ2(λ1≠λ2)的激光束混和為一束共線光束OA。即第一激光器7發(fā)射波長λ1的激光束透過半反半透鏡1后與第二激光器8發(fā)射波長λ2的激光束經(jīng)半反半透鏡1反射后兩激光束合為一共線光束OA。②把小孔光闌2放入光路，使共線光束OA經(jīng)過小孔光闌2后盡可能地細(xì)。③共線光束OA入射到第一光柵4上，由于不同波長λ1和λ2光的衍射角不同，共線光束OA就會產(chǎn)生兩束分開的第一光柵衍射光束AD和AE，它們?nèi)肷涞降诙鈻?表面上后又衍射出相應(yīng)的兩束第二光柵衍射光束DF和EG。反射鏡5將兩束第二光柵衍射光束DF和EG反射回去，再次經(jīng)過第二光柵6和第一光柵4，最后衍射出兩光束LN和KM，在標(biāo)尺9上形成兩個光點。③將帶有刻度的標(biāo)尺9移近或移遠(yuǎn)，比較兩光點的間距在近場和遠(yuǎn)場時是否改變。如果兩光點的間距隨標(biāo)尺9的移近或移遠(yuǎn)而改變，則說明兩光束LN和KM是發(fā)散的，相互不平行，也就是表明兩光柵不平行。分別調(diào)整兩光柵4與6，直至兩光束LN和KM相互平行為止，此時就可判斷兩光柵已經(jīng)調(diào)整為相互平行了。
與在先技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的特點是①利用光柵對于不同波長光束的色散特性來判斷兩光柵的相互平行。在先技術(shù)中是用一束激光來校準(zhǔn)光柵，而本發(fā)明用兩束不同波長的激光束來校準(zhǔn)，其調(diào)整精度高，可靠性強。如圖2所示的光路布置，激光束在兩光柵間來回衍射四次，最后將不同波長的激光束分離開。如果兩光柵不平行，相對有一個角度，就會產(chǎn)生角度色散。角度色散會使最初平行的兩束不同波長的平行光變?yōu)椴黄叫小＂诒景l(fā)明中要調(diào)整的元件少，則調(diào)整的誤差小。同時調(diào)整步驟易于記憶和掌握。在先技術(shù)中除了必須要調(diào)整兩光柵外，需要調(diào)整的輔助元件多，步驟也多，誤差大。本發(fā)明在調(diào)整過程中只需調(diào)整兩光柵即可，別的輔助元件一次性放好后不需要再重新調(diào)整，這樣就簡化了調(diào)整步驟，減少了誤差。例如對反射鏡5，在先技術(shù)中首先要在B位置將它的放置角度調(diào)整到與激光束相垂直，然后保持放置角度不變平移到C位置，平移的軌跡要與激光束相垂直。而本發(fā)明對反射鏡5的放置角度與位置沒有什么特別的要求，隨意放置，只要它能滿足反射功能即可，而且在隨后的調(diào)整過程中不需要再調(diào)節(jié)它。


圖1為在先技術(shù)調(diào)整光柵對平行的方法所采用的光路布置示意圖。
圖2為本發(fā)明調(diào)整光柵對平行的方法所采用的光路布置示意圖。
具體實施例方式應(yīng)用如圖2所示的光路布置。第一激光器7用的是波長λ1＝632.8nm的氦氖激光器，第二激光器8用的是波長λ2＝1060nm的半導(dǎo)體激光器。調(diào)節(jié)小孔光闌2的口徑使光束盡可能地細(xì)，這有助于提高精度。反射鏡5的放置角度與位置沒有什么特別的要求，可隨意放置，只要起到反射作用就可以。標(biāo)尺9的最小刻度要達(dá)到毫米量級。用標(biāo)尺9擋住最后出射的兩光束LN和KM，會在標(biāo)尺9的表面上看到兩個光點，其中一個光點是波長為λ1的氦氖激光，另一個光點是波長為λ2的半導(dǎo)體激光。將標(biāo)尺9移近和移遠(yuǎn)，比較兩光點的間距在近場和遠(yuǎn)場時是否改變，以此作為判斷兩光柵是否平行的依據(jù)。如果兩光點的間距有變化，分別調(diào)整兩光柵4與6，直到間距不變?yōu)橹埂?br> 權(quán)利要求
1.一種調(diào)整光柵對平行的方法，用激光器作光源，調(diào)整第一光柵(4)和第二光柵(6)相互平行，其特征在于具體調(diào)整步驟是<1>首先選用產(chǎn)生不同波長(λ1≠λ2)激光束的第一激光器(7)和第二激光器(8)，并使兩束不同波長的激光束經(jīng)過一半反半透鏡(1)混合為一束共線光束(OA)；<2>將上述共線光束(OA)通過一小孔光闌(2)射到第一光柵(4)上，產(chǎn)生兩束第一光柵衍射光束(AD、AE)入射到第二光柵(6)上產(chǎn)生兩束第二光柵衍射光束(DF、EG)射到反射鏡(5)上后反射回去，再次經(jīng)過第二塊光柵(6)和第一塊光柵(4)射到帶有刻度的標(biāo)尺(9)上，形成兩個光點；<3>移動標(biāo)尺(9)，觀察標(biāo)尺(9)上兩光點在遠(yuǎn)場與近場時的間距變化，兩光點的間距無變化則表明第一光柵(4)與第二光柵(6)相互平行；兩光點的間距在遠(yuǎn)場與近場有變化，則分別調(diào)整第一光柵(4)與第二光柵(6)，直到在遠(yuǎn)場與近場時，兩光點的間距無變化為止。
全文摘要
一種調(diào)整光柵對平行的方法,主要適用于調(diào)整兩塊光柵相互平行的位置。它是利用光柵對不同波長光束的色散特性。首先選用產(chǎn)生兩束不同波長激光束的第一激光器和第二激光器,使兩束不同波長的激光束合為一束共線光束,再變細(xì)射到第一光柵上產(chǎn)生兩束衍射光束后射到第二光柵上再產(chǎn)生兩束衍射光束,然后被反射鏡反射回去,再次經(jīng)過第二光柵和第一光柵后射到帶有刻度的標(biāo)尺上。觀察標(biāo)尺上兩光點的間距在遠(yuǎn)場與近場時的變化,間距無變化則表明兩光柵相互平行;間距有變化,分別調(diào)整兩光柵,直到兩光點之間的間距在遠(yuǎn)場與近場時無變化為止。本發(fā)明的調(diào)整方法與在先技術(shù)相比,調(diào)整步驟簡化,誤差小,精度高,可靠性強。
文檔編號G02B7/00GK1334473SQ0112655
公開日2002年2月6日 申請日期2001年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月27日
發(fā)明者朱鵬飛, 林尊琪 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所