硅浸没光栅的性能：测量、分析与建模
天体物理仪器与方法
2015-10-16 v1
摘要
浸没光栅(Immersed Gratings)的使用为天基和地基光谱仪均带来优势。由于衍射发生在高折射率介质内部，光程差和角色散按比例增强，从而允许更小的光栅面积和更小的光谱仪尺寸。短波红外(SWIR)光谱学被用于天基监测地球大气中的温室气体和污染气体。在目前正在研制的极大望远镜上，中红外高分辨率光谱仪将用于表征系外行星大气等。在红外波长下，硅是透明的。这意味着半导体工业中使用的生产方法可应用于浸没光栅的制造。利用此类方法，我们为天基和地基仪器设计并制造了浸没光栅，例如欧洲空间局 Sentinel-5 先驱任务的 TROPOMI 仪器、Sentinel-5 (ESA) 以及用于欧洲极大望远镜的 METIS (中红外 E-ELT 成像仪与光谱仪)仪器。三个关键参数支配此类光栅的性能：效率、散射光水平以及引起的波前误差。本文中我们描述了如何在设计和制造阶段优化这些参数。我们聚焦于用于测量所实现的实际性能的工具和方法并给出结果。本文中，为 Sentinel-5 的 SWIR-1 通道开发的面包板模型(BBM)浸没光栅被用来阐释这一过程。针对这三个性能准则，该光栅被规定了严苛的要求。我们将展示，留有一定余量，所有性能要求均已被满足。
引用
@article{arxiv.1510.04541,
title = {Performance of Silicon immersed gratings: Measurement, analysis and modelling},
author = {Michiel Rodenhuis and Paul J. J. Tol and Tonny H. M. Coppens and Phillip P. Laubert and Aaldert H. van Amerongen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.04541},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 10 figures. SPIE Optical Systems Design (Jena, Germany September 2015) conference proceedings