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Spectrogon光柵應用

激光波長調諧

全息光柵通常用于激光的波長調諧。 光柵作為激光腔內的波長選擇性端鏡。 使用了兩種基本配置，Littrow配置和掠入射或Littman配置。

Spectrogon光柵應用

Littrow配置

安裝光柵使得所需波長的光沿入射光束衍射回來，并通過旋轉光柵掃描波長。 通常，使用腔內消色差透鏡，其擴展激光束以填充光柵的相對大的區域。 零級衍射光束可用作輸出激光束; 然而，缺點是當光柵旋轉時光束將具有不同的方向。

掠入射Littman配置

光柵保持在90度附近的入射角度固定，并通過旋轉特殊調諧鏡來調諧波長。 不需要擴束透鏡，因此可以使用更小的光柵。 然而，大入射角意味著光柵的刻劃寬度必須遠大于刻線長度。

對于垂直于光柵線（TM偏振）偏振的光，掠入射的效率可能非常高，但對于TE偏振總是非常低。 因此，染料激光束將是平面偏振的。

激光脈沖壓縮

當短激光脈沖通過光纖傳輸時，由于非線性效應（自相位調制），脈沖將被拉伸或“啁啾”。光纖中的群速度色散會導致脈沖前沿更長 波長比高。 通過使用一對光柵，可以布置使長波長脈沖比短波長脈沖行進更長的光程，并且在光柵對之后它們同時到達。 光柵對不僅補償了光纖中的脈沖展寬，而且使脈沖比輸入時是更短。 可以實現高達90倍的壓縮。

啁啾脈沖放大

某些類型的鎖模激光器可以產生非常短的脈沖（100飛秒）。 對于許多應用，這些脈沖的峰值功率太低。 啁啾脈沖放大（CPA）技術可用于放大這種脈沖，以達到Terawatts的峰值功率。

放大器基本上是諧振器內的激光晶體。 為了避免會破壞晶體的強烈非線性效應，輸入脈沖會及時拉伸，從而降低峰值功率。 然后放大該啁啾脈沖，并隨后壓縮以獲得持續性幾乎等于輸入脈沖的高功率脈沖。

拉伸和壓縮

拉伸和壓縮均利用光柵對，以減色散模式排列;這樣使得*光柵的角色散被第二光柵消除。入射在*光柵上的兩個不同波長的平行光束在離開第二光柵時仍然是平行的，但是它們已經行進了不同的距離。

平行排列的光柵對將引入負群速度色散，即長波長的脈沖比短波脈沖晚到。

為了實現正色散延遲，需要更復雜的布置。需在光柵之間插入無焦透鏡系統（望遠鏡）。望遠鏡反轉了角度的符號，使得光束以與離開*光柵相同的角度撞擊第二光柵。

展寬器和壓縮機通常用于雙通道。優點是雙重的：色散加倍，并且光束的所有波長分量出現共線，而不是如圖中所示的單次通過的線性平移。

光譜儀器

光譜儀器通常包括入口狹縫，準直器，色散元件，聚焦光學器件，有時還包括出口狹縫。 進入入口狹縫的輻射由準直器收集，通常是凹面鏡。

色散元件，在這種情況下即光柵，在取決于波長的方向上偏離輻射。 將分散的輻射聚焦到圖像平面上，并在那里形成光譜（入口狹縫的一系列單色圖像）。

單色器

在單色器中有一個出口狹縫，它傳輸一小部分光譜。 入口和出口狹縫是固定的，通過旋轉光柵掃描光譜。 因此，光柵在入射光和衍射光之間具有恒定的角度偏差。 大多數類型的單色器都是如此，例如Czerny-Turner，Ebert和Littrow類型。

光纖

全息光柵非常適合光纖應用。 通過使用高頻光柵，可以實現高效率，并且高角度色散使設計小型緊湊型儀器成為可能。

拉曼光譜和激光散射實驗

在激光散射研究中，對光柵的要求非常高，例如用于等離子體診斷的拉曼光譜和湯姆遜散射。樣品被激光照射，并且共振散射產生非常接近強激光線的弱光譜線。在拉曼光譜中，峰值僅具有10-12激光的強度，并且可以僅與激光線分開10cm-1。

通過使用具有長焦距的大型儀器實現必要的高分辨率，其中所有光學表面都具有高質量。當非常靠近強光譜線工作時，光學系統的像差和孔徑光闌的夫瑯和費衍射可能產生相當大的雜散光。 Spectrogon低雜散光柵在高光學質量的基板上制造，并且這種光柵實際上對光學像差沒有影響。雙光譜儀或三光譜儀經常被用來減少雜散光。全息光柵是必要的，因為即使好的刻劃光柵也會產生重影，這些重影比要檢測的光譜峰值強幾個數量級。

吸收光譜

吸收光譜是另一種應用，其中全息光柵的低雜散光具有很大的優勢。 雜散光水平與儀器的吸光度范圍直接相關，雜散光越少，可以測量吸光度值越高。

吸收光譜中的光源通常是寬帶光源，因此雜散光由連續的波長組成。 入射光的每個波長分量產生雜散光，并以實際波長為中心。

產生的雜散光是所有波長分量的總和。