Способ регистрации спектра оптического излучения Советский патент 1975 года по МПК G01J3/42 

(54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРА ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕПИЯ

I

Изобретение относится к технической физике, в частности к способам регистрации спектрального состава оптического излучения, и может быть применено для регистрации спектрального состава изпучения оптических квантовых 1 нераторов. (ОКГ).

Известный способ регистрации спектра оптического излучения путем его частотного преобразования при смещении с монохроматическим излучением в нелинейном кристалле заключается в том, что сильно расходящиеся (или сходящиеся) нучки исследуемого и опорного излучений смещивают в нелинейном кристалле и регистрируют угловой спектр преобразования излучения. Поскольку каждая спектральная компонента исследуемого излучения смешивается с опорным излучением в определенном направлении в кристалле, называемом направлением синхронизма, то угловой спектр преобразования излучения идентифицируется частотному спектру исследуемого излучения, т. е, служить его спектрограммой, : Однако Е известном способе необходиМО формировать исследуемое излучение в виде сильно расходящегося (или сходящегося) пучка. При этом каждая спектральная компонента исследуемого излучения распространяется в нелинейном кристалле как в направлении ее частотного преобразования (смешение с опорным излучением так и во всех остальных направлениях в пределах угла расходимости пучка. Это приводит к большим световым потерям исследуемого излучения, причем тем больши чем больше дисперсия устройства, и к большим значениям плотности мощности излучения внутри нелинейного кристалла, которые могут превысить порог разрушения кристалла.

Цель изобретения - увеличение эффективности преобразования излучения при заданном пороге разрушения нелинейного кристалла.

Это.достигается тем, что световые пучки исследуемого и опорного излучений коллимируют, соосно совмешают в пространстве, многократно пропускают через . нелинейный кристалл, заключенный между зеркалами, повернутыми друг относительно друга на некоторый угол, и регистрируют структуру выходящего из кристалла излучения суммарной частоты. На чертеже представлена принципиальная схема устройства для реалиааяии предлагаемого способа. Приняты следующие обозначения: источник 1 исследуемого излучения, линза 2 для коллимации излучения; источник 3 опор ного излучения (ОКГ); зеркала 4-6; нелинейный кристалл 7; объектив 8; фотопленка 9. Немонохроматическое исследуемое излучение (источник 1) коллимируют линзой 2 и соосно совмещают в пространстве с опорным монохроматическим излучением ЖГ (источник З) с помощью зеркала 4, прозрачного для исследуемого и отражающего опорного излучения. Многократное прохож- дение пучков в кристалле с поворотом их оси осуществляется с помощью зеркал 5 и 6, повернутых друг относительно друга на угол, равный половине расходимости пучков. На зеркала наносят такие интерференционные покрытия, чтобы зеркало 5 отр жало исследуемое, опорное и преобразо1 анное излучения, а зеркало 6 отражало опорное и исследуемое и пропускало преобразованное излучение. Совмещенные в пространстве пучки пропускают через нелинейный кристалл 7, ориентированный таким образом, чтобы в нем осуществлялось преобразование частоты исследуемого излучения (суммирование частот опорного и исследуемого источников Поскольку каждая спектральная компоненту исследуемого излучения суммируется с . опорным в определенном направлении, нааьюае- мом направлением синхронизма, го для эффективного преобразования всего спектра частот немонохроматического исследуемого излучения пучки пропускают через нелинейный кристалл многократно,причемприкаждом проходе ось , пучком поворачивается в плоскости главно- го сечения кристалла на некоторьтй угол с таким расчетом, чтобы суммарный угол поворота за все проходы был достаточен для перекрытия направлений синхронизма, и, следовательно, преобразования всего спектра исследуемого излучения. Угловой спектр, преобразованного излу- , чения может быть идентифицирован как частотный спектр исследуем го излучения, т, е, может служить его спектрограммой. Регистрация углового спектра может осуществляться в фокальной плоскости объектива 8 на фотопленке 9, Предмет изобретения Способ регистрации спектра оптического излучения путем его частотного смешения в нелинейном кристалле с опорным монохроматическим лазерным излучением, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности преобразования при заданном пороге разрушения нелинейного кристалла, опорный и исследуемый пучки излучения перед совмещением в пространстве коллимируют, многократно пропускаю т через нелинейный кристалл, заключенный между двумя зеркалами, повернутььми друг относительно друга на некоторый угол, и регистрируют выходящее из сталла излучение суммарной частоты.