今天介绍LightMachinery的VIPA设计计算在线工具

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自主在线设计VIPA基本分以下几步：

1.用户首先输入基本VIPA参数；

2.选择满足性能要求的输入和输出透镜，以确定输入调谐角度和模式直径；

3.探索制造公差及其对精细度的影响；

4.获得VIPA元件的性能；

5.通过选择分析选项和探测器线性阵列参数，绘制显示感兴趣的输出条纹形状图。

>>>  VIPA元件的关键设计参数

入射波长–这是VIPA工作的标称光谱范围，也用于绘制VIPA性能曲线图。该值还用于计算预定义材质折射率的波长依赖性。可加入第二个波长进行计算。

镜面的反射率–计算器假设VIPA输入侧全反射镜面的反射率为99.5%。用户可以设置输出部分反射镜面的反射率。该反射率决定VIPA分辨率并影响元件的长度。

镜面间距–这是实心VIPA的厚度或空气间隔VIPA设备的两个镜像之间的距离。镜面间距与入射角度共同决定VIPA的FSR。

折射率–这是VIPA反射镜之间材料的折射率。常用光学材料可以使用右侧的下拉菜单选择索引值，或者通过选择“用户定义”，用户可以输入自己的值。

>>> 公  差                   

AR- HR过渡区–该值用于表明输入表面上防反射涂层和全反射涂层之间过渡区的影响。宽的过渡区增加了所需的最小输入角度，以确保不会发生输入光束的剪裁。该值用于计算低损耗运行所需的最小角度。用户可以通过选择较大或较小的过渡区来调整此角度。

镜面平行度–此值允许用户选择VIPA的两个平行平面之间的角度精度。这两个平面之间的角度会破坏连续往返之间的相位关系，并导致精细度或分辨率降低。

表面不规则性–该值表示VIPA表面抛光后剩余的小规模表面缺陷。该值用于确定缺陷高度高斯分布对精细度的影响。该值表示该分布的西格玛值。

剩余功率–该值表示平行平面与整个VIPA镜面的偏差。这两个表面在涂层的应力下倾向于弯曲，可以认为是形状上的透镜。偏差度是以633 nm光波长的分数来测量的。

>>> 输入/输出透镜和光束 

输入柱面镜–输入柱面镜的焦长。结合波长和输入模式直径，确定VIPA内的输入束腰。

输出柱面镜1–x维柱面镜的焦长，它决定了VIPA的波长色散。

输出柱面镜2–y维度中柱面镜的焦长，它决定了该维度中的模式束腰的FWHM。当耦合到光纤或匹配线性探测器阵列高度时，该值有助于优化光学设计。

入射光束直径–进入VIPA输入柱面镜的光束由输入球面透镜大致准直。用户可以将该准直光束的束腰直径输入计算器。该值与波长和输入柱面镜的值相结合，确定了VIPA输入处的光束束腰。

>>> VIPA性能          

光学指数-选定VIPA材料时，光学材料的折射率用于确定材料的实际光学厚度。用户可以选择一系列材质或空气。如果选择了“用户定义”，则用户可以输入自定义索引值。

净精细度（RMS）–净精细度包含在VIPA装配组框中选择的值对精细度的计算影响。该值是各种精细度值（来源于不同的影响因素，例如折返数，表明不规整等）的均方根和。通过选择“more”，可以看到所有来源的精细度贡献。

VIPA折返数–基于部分反射镜的反射率，在初始强度降至1%之前的光反弹次数。

FSR自由光谱范围–发生波长重叠之前VIPA的光谱范围。

带宽（FWHM）-这是计算出的VIPA理论最小带宽。

最小VIPA长度–基于强度降至1%反射次数和输入光束入射角，计算得到的VIPA几何长度。

入射光束角度–根据模式尺寸大小和不会发生模式剪裁AR-HR过渡区计算出的角度，以度为单位。

像素带宽-允许用户选择探测器阵列来解析VIPA光谱输出，通过选择输入/输出透镜、像素大小和数量而产生的最小光谱分辨率，单位为pm/像素。

输入光束束腰（全宽）–VIPA输入柱面镜焦距处的高斯模尺寸。可用于估计VIPA输入端的功率密度。

光谱仪的F/#-由输入光束决定的F/#。

光谱分辨能力-VIPA透射峰处的光谱仪分辨能力（基于标准具的精细度计算——引起精细度减小的因素：

衍射–由传播模式的衍射确定精细度降低，并由输入模式束腰确定。

平行镜面间的倾斜-这是由于平行平面镜之间的角度而导致的精细度减少。

表面粗糙度–表面高度缺陷分布导致的精细度减少。

面型–平面镜表面的弯曲导致的精细度减少。

这就是VIPA在线设计的完整工作流程。

来源：LightMachinery官方