平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制

李扬裕; 方勇华; 李大成; 李亮

doi:10.3788/IRLA201645.0724001

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平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制

李扬裕, 方勇华, 李大成, 李亮

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李扬裕, 方勇华, 李大成, 李亮. 平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 724001-0724001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

引用本文:

李扬裕, 方勇华, 李大成, 李亮. 平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 724001-0724001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

Li Yangyu, Fang Yonghua, Li Dacheng, Li Liang. Suppression of grating multiply diffracted light in planar waveguide spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 724001-0724001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

Citation:

Li Yangyu, Fang Yonghua, Li Dacheng, Li Liang. Suppression of grating multiply diffracted light in planar waveguide spectrometer[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 724001-0724001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制

doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

李扬裕^1,2,
方勇华^1, ,,
李大成¹,
李亮^1,2

1.
中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥 230031;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家自然科学基金（61275173）

详细信息

作者简介:
李扬裕(1986-),男,博士生,主要从事光谱仪器的研究。Email:lyy1876@126.com

通讯作者: 方勇华(1966-),男,研究员,博士生导师,主要从事光谱遥测及目标识别技术方面的研究。Email:yhfang@aiofm.ac.cn

中图分类号: TH744

Suppression of grating multiply diffracted light in planar waveguide spectrometer

Li Yangyu^1,2,
Fang Yonghua^{1
, ,},
Li Dacheng¹,
Li Liang^1,2

1.
Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 平板波导光谱仪是一种紧凑型光谱仪，其光栅多次衍射杂散光大，需要进行抑制。首先研究了多次衍射杂散光的形成过程，并通过TracePro软件详细分析了多次衍射杂散光的传播路径和大小。然后根据杂散光的空间特性和波长特性对其进行分类，采取不同的抑制方法。在不改变原有光学结构的基础上提出了利用滤光片和挡光板来抑制多次衍射杂散光的方法，滤光片的参数和位置需要精心选择以达到最好的抑制效果。最后对增加抑制结构前后的杂光系数进行对比分析。结果表明，多次衍射杂散光得到了很好的抑制，最大杂光系数从5.3%降到0.033%，平均杂光系数从1.9%降到0.0018%。
- 杂散光 /
- 光栅多次衍射 /
- 波导光谱仪 /
- 交叉Czerny-Turner结构
Abstract: Planar waveguide spectrometer is a compact spectrometer, which has an asymmetrical crossed Czerny-Turner optical structure within a planar waveguide structure. The multiply diffracted light of this spectrometer is large, so it needs to be carefully studied in order to find a suitable method to reduce it. The formed of the multiply diffracted light could be derived from the diffraction characteristic of grating. Then the stray light problem was identified by using the TracePro software. Then based on the difference of the spatial property and wavelength of stray light, different suppression methods were used. Filters and baffles were involved to suppress the multiply diffracted light, without changing the original optical structure. Finally, stray light coefficient was introduced to evaluate the effect using stray light suppression structure. Simulation and analysis results show that the multiply diffraction light of spectrometer has been well suppressed. The maximum of the stray light coefficient is reduced form 5.3% to 0.033%, and the average of it is dropped from 1.9% to 0.0018%.
- stray light /
- grating multiply diffracted light /
- planar waveguide spectrometer /
- crossed Czerny-Turner structure

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平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制

doi: 10.3788/IRLA201645.0724001

1. 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽合肥 230031;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
李扬裕(1986-),男,博士生,主要从事光谱仪器的研究。Email:lyy1876@126.com

通讯作者: 方勇华(1966-),男,研究员,博士生导师,主要从事光谱遥测及目标识别技术方面的研究。Email:yhfang@aiofm.ac.cn

收稿日期: 2015-11-16
修回日期: 2015-12-20
刊出日期: 2016-07-25

基金项目:

国家自然科学基金（61275173）

中图分类号: TH744

关键词:

摘要: 平板波导光谱仪是一种紧凑型光谱仪，其光栅多次衍射杂散光大，需要进行抑制。首先研究了多次衍射杂散光的形成过程，并通过TracePro软件详细分析了多次衍射杂散光的传播路径和大小。然后根据杂散光的空间特性和波长特性对其进行分类，采取不同的抑制方法。在不改变原有光学结构的基础上提出了利用滤光片和挡光板来抑制多次衍射杂散光的方法，滤光片的参数和位置需要精心选择以达到最好的抑制效果。最后对增加抑制结构前后的杂光系数进行对比分析。结果表明，多次衍射杂散光得到了很好的抑制，最大杂光系数从5.3%降到0.033%，平均杂光系数从1.9%降到0.0018%。

English Abstract

Suppression of grating multiply diffracted light in planar waveguide spectrometer

1. Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;

2. University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

Received Date: 2015-11-16
Rev Recd Date: 2015-12-20
Publish Date: 2016-07-25

Keywords:

Abstract: Planar waveguide spectrometer is a compact spectrometer, which has an asymmetrical crossed Czerny-Turner optical structure within a planar waveguide structure. The multiply diffracted light of this spectrometer is large, so it needs to be carefully studied in order to find a suitable method to reduce it. The formed of the multiply diffracted light could be derived from the diffraction characteristic of grating. Then the stray light problem was identified by using the TracePro software. Then based on the difference of the spatial property and wavelength of stray light, different suppression methods were used. Filters and baffles were involved to suppress the multiply diffracted light, without changing the original optical structure. Finally, stray light coefficient was introduced to evaluate the effect using stray light suppression structure. Simulation and analysis results show that the multiply diffraction light of spectrometer has been well suppressed. The maximum of the stray light coefficient is reduced form 5.3% to 0.033%, and the average of it is dropped from 1.9% to 0.0018%.