Thorlabs索雷博 CM254-100-M02 Herriott气体池反射镜

Thorlabs索雷博    CM254-100-M02   Herriott气体池反射镜

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图1.1 上图显示了投射在反射镜表面的角度Θ。实心圆表示一个反射镜上的反射点，空心圆表示另一反射镜上的反射点。

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图1.2 Thorlabs还提供全套Herriott气体池，集成带离轴孔的Ø2英寸凹面镜。

特性

• Herriott气体池反射镜，中红外增强型金膜：2 - 20 µm，R_avg > 98%，R_abs > 95%
• Ø1英寸反射镜，f = 100.0 mm；Ø2英寸反射镜，f = 200.0 mm
• 提供带通孔或不带通孔的版本
  • 通孔可选中心孔或离轴孔
• UVFS基底以提高热稳定性

Thorlabs的Herriott气体池凹面镜设计用于构造台式Herriott气体池。我们提供Ø1英寸(f = 100 mm)和Ø2英寸(f = 200 mm)两种反射镜，可选带或不带通孔。由于这些反射镜上有保护膜，因此相比于我们标准镀金膜的凹面镜，它们在湿度、吸湿性和其他环境中更为耐用。这种膜层还提供了增强的中红外(MIR)性能，在2 μm到20 μm之间具有>98%的平均反射率。由于Herriott气体池涉及多次反射，因此它们对小的热位移很敏感，这会影响输出对准。这些反射镜由UFVS基底制成，以提供更高的热稳定性并有助于保持输出光学对准。

Herriott气体池由两个球面镜(焦距相同)构建，以构造一个腔，其中至少有一个反射镜带孔(中心孔或离轴孔)。光通过反射镜上的孔入射和出射，并在返回到其入口点之前在气体池内进行多次反射(如上图所示)。为了有利于将光入射到Herriott气体池内，我们带通孔的反射镜在背侧上具有更大的孔径(Ø1英寸反射镜是Ø6.5 - Ø6.6 mm，Ø2英寸反射镜是Ø8.0 mm)与60°的倒角。Thorlabs还提供全套的预对准Herriott气体池，集成带离轴孔的Ø2英寸凹面镜(型号CM508-200EH4-M02)。

Herriott气体池是长光程吸收池形式，且主要用于弱痕量气体吸收光谱应用中，比如环境监测、燃烧工序、医疗诊断，和基本的原子和分子物理学。与其他长光程吸收池(如White池)相比，Herriott气体池在小扰动环境下更加稳定。Herriott气体池的主要优点是它以紧凑的设计提供了相对较长的吸收光路，并且比高精细光学腔(这种光学腔通常需要空间模式匹配，精确的光学对准或共振激发)^{a, b, c}简单得多。例如，使用我们的腔长度为363 mm的Ø2英寸反射镜和Ø2 mm的光束，可实现12.5 m的光程。类似地，使用我们的腔长度为374 mm的Ø2英寸反射镜和Ø1 mm的光束，可实现35.9 m的光程。反射镜间的距离与每个反射镜上的光斑数(即反射点)的乘积可近似为光路长度。^a可通过增加每个反射镜间的光斑数来实现较长路径长度。

当光束被入射到Herriott气体池中时，它在两个反射镜之间被多次反射，并且总是停留在旋转双曲面的表面上。当观察镜面时，光束的反射点一般位于椭圆或圆上(如图1.1所示)。在反射镜具有中心孔的特殊情况下，光束的反射点在一条直线上(但是在某些几何结构下仍可产生椭圆)。这就意味着，一般而言，带离轴孔的反射镜能够产生比中心孔反射镜更长的光程，因为离轴孔反射镜可以利用反射镜孔径更多。角度Θ是两次连续反射之间的角度(用弧度表示)(因此反射点在任一个给定反射镜上旋转2Θ)。因此Herriott气体池的折返条件(光束折回其光路的条件)由以下等式给出：

其中N(偶数)是光束在气体池内通过的总数，M是整数。对于具有中心孔的反射镜，Θ等于pi。上述等式简单表明，总反射次数乘以连续反射之间的角度必须是2pi的整数倍，以使光从Herriott气体池出射。通过调整两个反射镜之间的距离，可控制光束在气体池内进行的反射次数。由于设备的简单性和稳定性，Herriott气体池提供了一种便利工具，可在保持设备紧凑和易于管理的同时增加光束的光程。

• D. R. Herriott, H. Kogelnik, R. Kompfner, Appl. Opt. 3, 523-526 (1964).
• D. R. Herriott, H. J. Schulte, Appl. Opt. 4, 883-889 (1965).
• J. B. McManus, P. L. Kebabian, M. S. Zahniser, Appl. Opt. 34, 3336-3348 (1995).

图中的阴影区域表示我们可以保证指定反射率的波谱范围。请注意，超出阴影区域的反射率是典型值，可能因批次不同而有所差异，尤其是超出阴影区域中反射率波动或斜坡区域。

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