[发明专利]一种真空紫外激光线宽的测量装置和方法

权利要求书

1.一种真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于，包括：真空腔系统、光束准直系统、干涉元件、探测元件和数据处理系统；

所述真空腔系统包括腔体和入射窗口，所述腔体内为真空或充满对真空紫外激光吸收较低的气体，用于防止真空紫外激光被吸收，所述光束准直系统、干涉元件和探测元件均置于所述腔体内；所述入射窗口位于所述腔体的腔壁上，用于入射真空紫外激光；

所述光束准直系统用于对入射的真空紫外激光进行准直；

所述干涉元件为楔形劈尖，用于将准直后的真空紫外激光反射形成两束相干光束，在所述探测元件表面产生干涉条纹；

所述探测元件为真空紫外波段可用的探测器，用于采集所述干涉条纹的信息；

所述数据处理系统在所述腔体外，与所述探测元件相连，用于采集和处理所述探测元件获得的干涉条纹的信息，得到所述真空紫外激光的线宽。

2.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于：

所述干涉元件包括：两个光学平板和带小楔角的两个光学材料垫块，所述两个光学材料垫块分别夹在所述两个光学平板的内侧两端，形成空心楔形空间；

所述两个光学平板的不镀膜的内表面和所述空心楔形空间构成所述干涉元件的干涉腔。

3.根据权利要求2所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于：

所述光学材料垫块为：石英垫块，或氟化钙垫块，或氟化镁垫块；

所述两个光学平板的材料为：氟化钙、氟化镁中的一种；

所述光学材料垫块与所述两个光学平板之间采用光胶方法胶合为一体。

4.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于，所述干涉元件为：实心楔形劈尖，其两个外表面和实体楔形空间构成所述干涉元件的干涉腔。

5.根据权利要求4所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于：

所述实心楔形劈尖的材料为：氟化钙、氟化镁中的一种。

6.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于：

所述探测元件为真空紫外电荷耦合器件，或狭缝扫描式探测器；所述狭缝扫描式探测器包括真空紫外光功率计和狭缝，所述真空紫外光功率计的探测面积大于所述干涉条纹的面积，所述狭缝位于所述真空紫外光功率计之前，长度方向平行于所述干涉条纹，并在测量时扫描覆盖整个干涉条纹区域；

所述探测元件位于所述两束相干光束的零剪切面上。

7.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于，所述光束准直系统包括：

会聚透镜、准直透镜和空间滤波器；所述会聚透镜和所述准直透镜共焦放置，用于对入射的真空紫外激光进行准直扩束；所述空间滤波器包括小孔，所述小孔位于所述会聚透镜和所述准直透镜的焦点位置，用于对经过会聚透镜的真空紫外激光进行小孔滤波；

或，会聚透镜、准直凹面镜和空间滤波器；所述会聚透镜和所述准直凹面镜共焦放置，用于对入射的真空紫外激光进行准直扩束；所述空间滤波器包括小孔，所述小孔位于所述会聚透镜和所述准直凹面镜的焦点位置，用于对经过会聚透镜的真空紫外激光进行小孔滤波。

8.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于：

所述腔体内为真空或充满对真空紫外激光吸收较低的气体；

所述装置还包括：分光镜，置于所述光束准直系统和所述干涉元件之间，与准直后的真空紫外激光的光路成45度夹角，用于将准直后的真空紫外激光透射至所述干涉元件，并将所述干涉元件反射的两束相干光束反射至所述探测元件表面；和/或，柱状透镜，置于所述干涉元件和所述探测元件之间，用于将所述两束相干光束聚焦至探测元件的表面。

9.根据权利要求1所述的真空紫外激光线宽的测量装置，其特征在于，所述数据处理系统还用于：

通过采集和处理所述探测元件获得的干涉条纹的信息，得到所述干涉条纹的对比度，根据所述干涉条纹的对比度计算所述真空紫外激光的线宽。

10.一种真空紫外激光线宽的测量方法，其特征在于：根据权利要求1至9中任一项所述的真空紫外激光线宽的测量装置，测量真空紫外激光的线宽，包括：

将真空紫外激光入射至真空腔系统，真空腔内抽真空或充满对真空紫外激光吸收较低的气体；

对入射的真空紫外激光进行准直；

将准直后的真空紫外激光经楔形劈尖反射形成两束相干光束，得到干涉条纹；

采集所述干涉条纹的信息；

根据所述干涉条纹的信息，得到所述真空紫外激光的线宽。