Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các tính chất quang học của một spectrometer echelle chân không 5 m với khả năng phân giải gần như giới hạn nhiễu xạ trong khoảng 10^6
Tóm tắt
Nghiên cứu này điều tra sự hình thành hình ảnh và độ phân giải quang phổ của một spectrometer echelle có chiều dài 5m. Như được thể hiện trong nghiên cứu này, spectrometer hoạt động gần như giới hạn nhiễu xạ trong vùng ánh sáng khả kiến và tia cực tím, trong khi đó ở vùng tia cực tím chân không (120,0 nm) thì năng lực phân giải vẫn có giá trị lớn hơn 54% giá trị giới hạn nhiễu xạ. Spectrometer được thiết kế dựa trên kết quả của lý thuyết hình ảnh phân tích. Các dạng quang học dư thừa đã được điều tra bằng cách đo phân bố hình ảnh tại bốn bước sóng trong khoảng từ 120,0 đến 632,8 nm (lưới quang được thay thế bởi một gương phẳng), nhằm kiểm tra tính độ tin cậy của các kết quả lý thuyết này kết hợp với ảnh hưởng của các khiếm khuyết của các thành phần quang học. Tỉ lệ giữa độ rộng 40% của phân bố hình ảnh đo được trong mặt phẳng khe thoát với các giá trị lý thuyết tương ứng được xác định là 0,56 tại 120,0 nm, 0,68 tại 174,0 nm, 0,74 tại 257,3 nm và 0,99 tại 632,8 nm. Do thiếu nguồn sáng thích hợp trong vùng tia cực tím chân không với bề rộng dải đủ nhỏ, các chức năng thiết bị của spectrometer chỉ có thể được đo ở các bước sóng 257,3, 514,5 và 632,8 nm, bằng cách sử dụng các tia laser ổn định và gấp đôi tần số. Các năng lực phân giải R, được suy luận từ độ rộng 40% của các chức năng thiết bị đo được, được xác định là 1,42×10^6 [0,80] tại 257,3 nm, 0,86×10^6 [0,97] tại 514,5 nm và 0,71×10^6 [0,98] tại 632,8 nm (các tỉ lệ R
exp/R
theor trong ngoặc đơn). Năng lực phân giải cao R≳0,02×10^6 [0,54] tại 120,0 nm được ước tính từ độ rộng 40% của phân bố hình ảnh đo được.
Từ khóa
#spectrometer echelle #phân giải quang phổ #lý thuyết hình ảnh #nhiễu xạ #thành phần quang họcTài liệu tham khảo
H. Walther, K.W. Rothe (eds.):Laser Spectroscopy IV, (Springer, Berlin, Heidelberg, New York 1979)
H. Nubbemeyer, B. Wende: Phys. Rev. A16, 627 (1977)
H. Nubbemeyer: Phys. Rev. A.21, 3 (1980)
The spectrometer has been additionally used for hyperfine structure measurements by a group from the Technische Universität Berlin in the short wavelength range, where conventional Fabry-Pérot spectrometers are no longer applicable
W. Leo: Z. Angew. Phys.8, 196 (1956).
M. Czerny, A.F. Turner: Z. Phys.61, 792 (1930)
G. Rosendahl: J Opt. Soc. Am.52, 412 (1962)
A.B. Shafer, L.R. Megill, L. Droppleman: J. Opt. Soc. Am.54, 879 (1964)
J.H. Callomon, G.G. Chandler: Appl. Opt.8, 1133 (1969)
J. Reader: J. Opt. Soc. Am.59, 1189 (1969)
R.C. Preston: U.K. National Physical Laboratory (private communication); see also R.C. Preston, U.K. National Physical Laboratory Quantum Metrology Report 13 (1970)
H. Nubbemeyer, B. Wende: Appl. Opt.16, 2708 (1977).
The master (33) was ruled on the interferometrically controlled MIT-B engine (in 1969) at the Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Mass.; see also G.H. Harrison, E.G. Loewen, R.S. Wiley: Appl. Opt.15, 971 (1976)
In this study, the image distribution generated by the optical system of the spectrometer (grating replaced by a plane mirror) is defined as the normalized irradianceE(y)/E(0) within the exit slit along the coordinatey. The image width is the 40%-width Δy 0.4 of the image distribution. However, due to the different usage in [11], the ray tracing width is introduced as the 50%-width Δy 0.5 of the image distribution. If the plane mirror is replaced by the echelle grating, the image distribution becomes the instrumental function
P.H. van Cittert: Z. Phys.65, 547 (1930)
R. Balhorn, H. Kunzmann, F. Lebowsky: Appl. Opt.11, 742 (1972)
According to the Rayleigh criterion, the resolving powerR of a spectrometer is approximately given byR≈λ/Δλ0.4. Δλ0.4 represents the 40%-width of the instrumental function experssed in wavelength units.R=nk is identical toR≈λ/Δλ0.4 in spectrometers with diffraction-limited resolving power