1 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，南京 210042
2 中国科学院天文光学技术重点实验室，南京 210042
3 中国科学院大学，北京 100049
为实现各类暂现源及暗弱目标的宽波段、高效率光谱后随观测，以1.9 m光学望远镜为例，设计了一种基于Faint Object Spectrograph and Camera型的双通道中低色散光谱仪，可实现三种光谱分辨率（R=500、2 000和5 500），工作波段覆盖紫外-近红外（310~1 000 nm）。根据光栅方程和光谱分辨率等各项指标，确定光谱仪的初始结构参数，针对光谱仪在全波段的高效率需求以及仪器随动的包络限制，确定光学系统采用双通道设计并近似对称分布：准直系统采用了不同于传统Faint Object Spectrograph and Camera型光谱仪的折反射式系统，在提高了系统效率的同时压缩了空间。色散系统根据直视棱栅的不同工艺，通过棱镜材料和角度的调整对工作波段的光栅效率进行优化并得到8种棱栅参数；红蓝通道相机系统在设计过程中优化选取光学材料，同时结合二次非球面和单透镜的主动调焦补偿，实现大动态温度范围（-30 ℃~20 ℃）全视场（φ16°）最大弥散斑半径均方根小于5 的优良像质。该系统结构紧凑、分布对称，设计结果满足各项指标，光谱仪全波段峰值效率优于60%，最低效率优于20%，具有较高的可实现性。基于曲面芯片工艺，以红通道为例，简化的相机系统至少可提高整体光谱效率约4%，可以为未来光谱仪相机系统的设计提供参考。
棱栅 天文光谱仪 中低色散 体位相全息光栅 曲面探测器 紫外 Grism Astronomical spectrograph Medium-Low dispersion Volume phase holographic grating Curved detector Ultraviolet
清华大学 工程物理系 核技术及应用研究所, 北京 100084
采用特殊结构的块材料作为脉冲展宽器的紧凑型掺钛蓝宝石再生放大器设计, 相对传统设计展宽器结构更加简洁可靠, 利用棱栅对结构进行脉冲压缩, 在25 W, 527 nm, 1 kHz的激光泵浦条件下, 输出单脉冲能量为3.5 mJ, 重复频率1 kHz, 脉冲宽度为30 fs的超快激光脉冲.稳定性测试发现, 8 h功率抖动性小于0.7%.
再生放大 脉冲展宽 色散 飞秒脉冲 棱栅对 Regenerative amplifier Pulse stretcher Dispersion Femtosecond laser pulse Grism
色散控制是超快光学中非常重要的环节。介绍了一种利用棱镜、光栅组合而成的反射型棱栅，采用光线追迹法，分析其各阶色散，同时讨论了棱镜和光栅间距、光栅常数等结构参数对色散的影响。结果表明，棱栅的二阶色散随棱镜与光栅间距的增大而增加，而三阶色散减小。同时，前后两个棱镜和光栅间距可以不对称，以便调节棱栅色散值。随着入射角的增加，二阶色散减小，三阶色散增加。当光栅常数变化时，棱栅的色散变化很明显。棱栅间距对棱栅色散影响很小。在工程中设计棱栅时，可通过调节棱镜与光栅间距、入射角、光栅常数等结构参数改变棱栅的色散量，满足超快光学系统的需求。
非线性光学 棱栅 色散 光线追迹 激光与光电子学进展
2015, 52(6): 060501
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对光参量啁啾脉冲放大系统中的色散特性，提出了一种基于双密度棱栅的新型超短脉冲色散补偿装置。该色散补偿装置包括一对互相平行的光栅和一对斜边平行放置的同等大小的等腰直角棱镜，第二个光栅的线密度是第一个的两倍。建立光线追迹模型，通过数值计算，讨论了装置各结构参数对装置色散补偿量的影响。结果表明，该装置可以在补偿系统剩余线性啁啾（二阶色散）量的基础上，独立补偿三阶色散，且补偿量可在较大正负范围内变化，适用于飞秒量级超短啁啾脉冲系统的色散控制。
超快光学 飞秒脉冲 光参量啁啾脉冲放大 棱栅 色散补偿
