自動安平激游標線儀的應用——調節兩塊平面光柵的平行

超短激光脈衝壓縮器里經常用到兩塊平行放置的平面光柵，它們的表面和刻線都要求相互平行。

用自動安平激游標線儀調節一個光柵的表面以及刻線與水平面的垂直，已經在3月10日的公眾號里講過了，今天講利用利特羅角的特點來調節兩塊光柵相互平行。

光柵存在一個特殊的入射角度α，當波長為λ的平行光束以這個角度入射時，衍射角等於入射角，光束沿原來的光路返回，角度α滿足。

式中m是衍射級數，λ是波長，d是刻線間距，α是入射角。舉一個實際壓縮器的例子。兩塊光柵的刻線密度都是1480/mm，對於波長為635nm的光束，利特羅角αL等於28.0278度。兩塊光柵表面和刻線都調節垂直後，使標線儀豎直線以入射角αL沿AB入射，反射角也等於αL，反射線BC入射到第二塊光柵上，如果兩塊光柵平行，則入射角也等於利特羅角αL，於是衍射線沿原路CB返回到第一塊光柵，這時入射角又等於αL，衍射線又沿同樣的光路BC返回第二塊光柵，如此反覆無窮。

假如在AB或者BC光路上方插入一張白紙，就會觀察到如圖所示的多條衍射線，強度逐漸減弱，弧度逐漸變小。弧度逐漸變小是因為隨著傳播距離的增加，照射在紙面上的豎直線的發散角在逐漸減小，逐漸接近於垂直於刻線入射引起的。調節第二塊光柵的水平旋轉，會看到這些豎線逐漸靠攏。當它們收斂在一起的時候，兩塊光柵表面就相互平行了。這個方法非常方便快捷，幾分鐘即可調好兩塊光柵的相互平行。

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