98应用光学10.ppt

光柵的繞射 多狹縫繞射 光柵的繞射原理 建設性干涉條件 光柵的繞射原理 建設性干涉條件 光柵的繞射 i a A B C D b 圖10 1 2穿透式光柵示意圖 藍線代表光柵 綠線代表光線 GratingEquation m 0 1 2 3 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 光柵的繞射方程式 最大光強度發生在 圖10 1 3光柵繞射強度與相位 的關係圖 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 圖10 1 4波長為532nm的綠光雷射打到一個100lines mm的穿透式光柵在牆上所形成的繞射點 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 i a A B C D b 圖10 1 1反射式光柵示意圖 藍線代表光柵 綠線代表光線 GratingEquation m 0 1 2 3 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 圖10 1 5在日光燈下 從不同角度觀察到的光碟片光柵繞射情形 由圖中可以清楚地看出光柵分光的現象 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 光柵繞射應用 光譜分析 建設性干涉條件 Thenon overlappingwavelengthrangeinaparticularorder FreeSpectralRangeofaGrating DispersionofaGrating 例題 光柵的鑑別率 ResolutionofaGrating 例題 光柵 光柵 入射長雷射脈衝 壓縮後的短雷射脈衝 輸入平面 輸出平面 A B C B C 圖10 1 6用光柵的色散特性來壓縮雷射脈衝 在圖中的輸入條件下 短波長的能量經過光柵之後趕上長波長的能量 整個雷射脈衝得到壓縮 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 圖10 1 7美國LawrenceLivermore國家實驗室 NIFfacility 用來壓縮巨大雷射能量的大型多層膜光柵 邊長為80cm 40cm photographtakenbytheauthorattheFirstInternationalConferenceonUltrahighIntensityLasers LakeTahoe California Oct 4 7 2004 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 BlazedGratings 傾斜式光柵 傾斜式光柵 使繞射之中心亮帶落在高階干涉亮紋上 BlazedAngleofaGrating 光譜分析儀設計 Littrowmount Echellespectrograph 光譜分析儀設計 入射狹縫Entranceslit 出射狹縫Exitslit Collimatingmirror Cameramirror 輸入平面Inputplane 輸出平面Outputplane 焦距f 焦距f 圖10 2 1一般Czerny Turner分光儀的結構 光柵 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 光譜分析儀設計 RowlandCircle Gratingdiffractionequationd sin sin m Aberrationofacurvedmirrorisremianed 焦距f 焦距f 多波長平行光 平面波 具特定繞射角之單波長平行光 平面波 入射狹縫 出射狹縫或螢幕 光柵 凸透鏡 collimatinglens 凸透鏡 cameralens 輸出平面 輸入平面 圖10 2 2一個光柵分光儀的等效光路 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 f 光柵 凸透鏡 狹縫 焦距 i 圖10 2 3Littrow分光儀 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 量測光柵週期實驗器材表 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 量測光柵週期實驗架設照片 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 圖10 2 4量測光柵週期實驗架設圖 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 Littrow分光儀實驗器材表 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 Littrow分光儀實驗架設照片 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 圖10 2 5用Littrow分光儀量測光源頻譜的實驗架設圖 近代實驗光學黃衍介著 第十章光柵 假設一波長為633nm的雷射光入射一片1100條 mm的反射式光柵 請算出各階繞射光的Littrow繞射角度 一中心波長為532 2nm的光垂直入射一片1200條 mm的穿透式光柵 假設此光柵在設計上將 1階繞射光特別加強 其他階繞射光可忽略不計 今將一焦距為50cm的正透鏡至於光柵後方 問在焦平面上的繞射光點大