Спектрограф на базе пироэлектрической линейки для длинноволновой области среднего ИК-диапазона

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработан компактный ИК-спектрограф на базе линейки пироэлектрических датчиков, действующий в области длины волны 10 мкм, что мотивировано различными задачами, требующими оперативного измерения спектральных характеристик многочастотного излучения в этом спектральном диапазоне. Работа спектрометра протестирована с помощью перестраиваемого по длине волны CO₂-лазера. При фиксированном положении дифракционной решетки спектрометр охватывает интервал длин волн примерно 0.6 мкм (диапазон волновых чисел около 50 см–1) со спектральным разрешением примерно 0.02 мкм (что составляет примерно 0.2 см–1), которое позволяет надежно разделить две соседние линии CO₂-лазера.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. A. Ионин

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: kinyaevskiyio@lebedev.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

И. О. Киняевский

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: kinyaevskiyio@lebedev.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

A. Ю. Козлов

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: kinyaevskiyio@lebedev.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

Д. В. Синицын

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Email: kinyaevskiyio@lebedev.ru
Russian Federation, 119991, Москва, Ленинский просп., 53

References

  1. Агишев Р.Р. Лидарный мониторинг атмосферы. Москва: Физматлит, 2009.
  2. Васильев Б.И., Маннун У.М. // Квантовая электроника. 2006. Т. 36(9). С. 801.https://doi.org/10.1070/QE2006v036n09ABEH006577
  3. Борейшо А.С., Коняев М.А., Морозов А.В., Пикулик А.В., Савин А.В., Трилис А.В., Чакчир С.Я., Бойко Н.И., Власов Ю.Н., Никитаев С.П., Рожнов А.В. // Квантовая электроника 2005. Т. 35(12). С. 1167.https://doi.org/10.1070/QE2005v035n12ABEH008962
  4. Щербакова А.В., Анфимов Д.Р. Фуфурин И.Л. и др. // Оптика и спектроскопия. 2021.Т. 129(6). С. 747.https://doi.org/10.21883/OS.2021.06.50986.7k-21
  5. Michaels C.A., Masiello T., Chu P.M.// Applied Spectroscopy. 2009. V. 63(5) P. 538.
  6. Rothman L.S., Gordon I.E., Barbe A. et al. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2009. V. 110(9-10). P. 533.https://doi.org/10.1366/000370209788346904
  7. Schliesser A., Picqué N., Hänsch T.W. // Nature Photonics. 2012. V. 6. P. 440.https://doi.org/10.1038/nphoton.2012.142
  8. Ionin A.A., Kinyaevskiy I.O., Kotkov A.A., Sinitsyn D.V., Andreev Y.M. // Applied Spectroscopy. 2022. V. 76(12). P.1504.https://doi.org/10.1177/00037028221119837
  9. Ionin A.A., Kinyaevskiy I.O., Klimachev Y.M., Stepanishchev V.V., Khafizov I.Z. // Journal of Physics: Conference Series. 2017. V. 941(1). P. 012004.https://doi.org/10.1088/1742-6596/941/1/012004
  10. Yakovlev S., Sadovnikov S., Kharchenko O., Kravtsova N. // Atmosphere. 2020. V. 11(1). P. 70.https://doi.org/10.3390/atmos11010070
  11. Ионин А.А., Козлов А.Ю., Селезнев Л.В., Синицын Д.В. // Препринт ФИАН. 2008. №1. С. 1.
  12. Ионин А.А., Козлов А.Ю., Селезнев Л.В., Синицын Д.В., // Квантовая электроника. 2009. Т. 39(3). С. 229.https://doi.org/10.1070/QE2009v039n03ABEH013811
  13. Ionin A.A., Kinyaevskiy I.O., Klimachev Y.M., Kotkov A.A., Kozlov A.Y., Sagitova A.M., Sinitsyn D.V., Rulev O.A., Badikov V.V., Badikov, D.V. // Optics Express. 2019. V. 27(17). P. 24353.https://doi.org/10.1364/OE.27.024353. https://www.heimannsensor.com/pyroelectric-sensors
  14. Andreev Y.M., Budilova O.V., Ionin A.A., Kinyaevskiy I.O., Klimachev Y.M., Kotkov A.A., Kozlov A.Y. // Optics Letters. 2015. V. 40(13). P. 2997.https://doi.org/10.1364/OL.40.002997
  15. Polyanskiy M.N., Pogorelsky I.V., Babzien M., Palmer M.A. // OSA Continuum. 2020. V. 3(3). P. 459.https://doi.org/10.1364/OSAC.381467
  16. Kinyaevskiy I.O., Koribut A.V., Seleznev L.V., Klimachev Y.M., Dunaeva E.E., Ionin A.A. // Optics & Laser Technology. 2024. V. 169. P. 110035.https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2023.110035

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Optical scheme of the experiments: 1 — laser chamber, 2 — active volume, 3 — diffraction grating, 4 — output mirror, 5 — BaF2 plate, 6 — focusing mirror, 7 — calorimeter, 8 — ZnSe plate, 9 — flat mirror, 10 — BaF2 lenses, 11 — calibrated spectrometer, 12 — spectrograph.

Download (17KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spectrum trace of a selective CO₂ laser on a calibrated spectrometer.

Download (17KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Internal structure of the spectrograph: spectrograph: a — front view, b — back view, c — optical scheme; 1 — laser radiation; 2 — entrance slit; 3, 5 — concave mirrors (K8 + Ag, R = 280 mm); 4 — diffraction grating (100 lines/mm); 6 — pyroelectric ruler (256 pixels); L = 140 mm; 7 — slit width control mechanism; 8 — retractable “aiming” marker; 9 — micrometer mechanism for controlling the grating rotation angle; 10 — pyroelectric ruler control board.

Download (59KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. CO₂ laser tuning diagram measured with the new spectrograph.

Download (17KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Spectrum of a dual-frequency CO₂ laser measured with the new spectrograph.

Download (17KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences