天文学グレーティング； Astronomy Gratings

新しい可変型ブレーズド透過型グレーティングは、分光器のデザインを簡素化し集光効率を向上させるために望遠鏡装置に使用されています。これらの透過型ボリュームフェイズホログラフィックグレーティングはスペクトルイメージをほぼ直線上に導光し、その結果集光用カメラを大きくし、またカメラをグレーティングにより近づけることを可能とします。プリズムとARコーティングされたウィンドウは簡単にグレーティングと屈折率整合し、またデリケートなグレーティング表面が風雨にさらされてしまうこともありません。溝密度4000l/mmの仕様を形態因子からの異常や損失を起こすことなく、簡単に得ることができます。Dickson潤・Oレーティングの特殊なケースではS偏光とP偏光の効率は93度全角（46.5度半角）の回折において95%の高効率を示します。全てのグレーティングが、硬く、ベークされた、環境的に安定した重クロム酸ゼラチン（DCG）で作られています。また両面ガラスでシールされ、頑丈で傷への耐性があり、扱いやすい製品でもあります。石鹸と水で洗浄することも可能です。さらに、これらのVPHGは、比較的大きなブラッグ角の調整を可能にしています。以下のグラフは、720l/mm@1085nmグレーティングの例になります。

ハイパースペクトルイメージング； Hyperspectral Imaging　(HSI)

HSIは、通常、数百万の要素から成るイメージキューブで表現されます。空間データは、XY面内にあり、スペクトラルデータは、Z軸にあります。HSIではまずCCDカメラにXYピクセルのイメージストリップをマップします。このラインの各画素は一斉にスペクトルデータのZ列に拡散された後、フレームが読み出されます。次に、HISでは、順次XYストリップをスキャンして行きます。2次元空間の画像が構築されるまで、これが繰り返されます。

ハイパースペクトルイメージング（HSI）は、イメージング分光学としても知られています。これは、スペクトルデータを収集および検査することによって、隠されたイメージ情報を明らかにするパッシブ、電気光学、リモートセンシング技術であります。通常、このデータは可視光と近赤外によるもので、紫外ではめったに使用されていません。ほとんどの自然物、あるいは人工の材質には、特徴的又は障害的な吸収/反射特性が含まれますが、有用なデータの多くは、人間の目では識別不可能です。

防衛

• カモフラージュ＆ステルスターゲットの検出（例：ジャングル中の戦車、水中の潜水艦、地雷）
• レーザ測距のターゲット

農業

• ミネラル識別
• 地形/地下構造探査
• 食品検査/クロップモニタリング

医療

• やけど診断
• 癌細胞検出
• 薬物スクリーニング/テスト

多くの空中防衛及び衛星搭載偵察システムはすでに単一のセンサシステムから高い空間分解能を利用したものに移行しています。また複数の医療や農業のアプリケーションも開発されています。

ボリュームフェイズホログラフィックグレーティングは非常に広い帯域幅にわたってSP両方の偏光で非常に高い効率での分散を提供します。これは光子の数を制限され、それらの偏光がランダムであるときに重要になります。全てのグレーティングが、硬く、ベークされた、環境的に安定した重クロム酸ゼラチン（DCG）で作られています。また両面ガラスでシールされ、頑丈で傷への耐性があり、扱いやすい製品でもあります。石鹸と水で洗浄することも可能です。

さらにWasatch Photonicsでは高レベルな顧客サービスを提供し、加えてコンサルティング、設計、プロトタイプ、製品統合、大量生産を低価格で提供します。

光コヒーレンストモグラフィ；Optical Coherence Tomography

分光器 / Cobra Spectrometers

パルス圧縮；Pulse Compression

ピコ秒・フェムト秒レーザーパルスの非常に効果的な圧縮あるいはストレッチを、透過での幾何学配置をしたペアのマッチしたボリュームフェイズホログラフィックグレーティングを使うことによって得ることができます。下図に示すように、圧縮とストレッチは平行なグレーティング間の距離に比例します。ミラーは、分散を倍にするために挿入することができます。または二つの同一のレンズを、圧縮のために2倍の焦点距離に離して配置することもできます。

メリット

• 回折効果<90%
• S(TE)偏光用に70度までの角度での組み合わせ可
• ハイスループット
• コンパクトデバイス

例）1213l/pmm グレーティング (70.1 °) 1550nm用

外部共振器レーザーチューニング

外部共振器半導体レーザーや色素レーザーはスペクトル的に調整をし、シングルモードで動作させることができます。レーザ共振器から出た発散光は、コリメータを通過し、グレーティング上に照射されます。リトローおよびリットマン型においては、適切な波長の光がコリメータを通ってリダイレクトされ、レーザ共振器に集束されるようにグレーティングは配置されてます。さらにWasatch Photonicsではシングル又はデュアル偏光用のグレーティングも制作可能です。

VPH透過型グレーティングを使用したリットマン型、S(TE) Maximized

グレーティング拡張外部共振器レーザダイオード（GEECLD）
：Graphs & diagrams courtesy of Andreas Wicht, University of Dusseldorf

メリット

• チューナブル回折効率（> 90%）：高い回折効率は、最大ゲインではなくともレーザーをデチューンしやすいです。あるいは最大ゲインを回避するには戻り光の回折効率は低い方が好ましいです。
• より高い溝密度 (→ よりコンパクト)：全てのリットマン型のセットアップでは、同サイズで反射型グレーティングの約2倍の溝密度をもつ透過型グレーティングの方がより有用です。また、反射型において入射ビームに対して90度以下でない一次回折光はレーザーダイオードに戻ってしまいます。
• 最大回折効率：市販反射型グレーティングよりも高い効率。
• 広帯域にわたって連続チューニング。

Description	溝密度	中心波長	AOI=AOD @CWL	S&P 効率
Dickson潤・rating	940 l/mm	1550 nm	46.8°	>90%
Dickson潤・rating	1145 l/mm	1310 nm	48.6°	>90%

カスタム透過型VPHグレーティング（> 90%の効率）の概要

• 最大偏光数：シングルまたはデュアル（含むDickson潤・rating）
• 対称または非対称：入射角（AOI）=回折角（AOD）またはAOI1AOD
• 溝密度：400-4000 l/mm
• 波長範囲： 350nm – 2500nm
• サイズ：5mm – 100mm
• 環境的に堅牢
• 基板：BK7、フューズドシリカ
• 面精度：<1/4λ
• エネルギー密度：適したエポキシを使用、100W/cm² CW

これらのVPHGsは、ほぼ全ての波長あるいは溝密度に合わせてカスタマイズすることができ、環境的に堅牢であり、耐スクラッチ機能も有します。

ラマン分光

ラマン分光では、試料にレーザ光を照射し、その対応するスペクトルが分析されます。非弾性散乱光によって引き起こされる分子の基底準位の振動や回転エネルギーの変化は特徴的な分子構造を生成します。ラマン分光のシステムでは、通常回折グレーティングが用いられます。非常に強いレーザーの波長付近で極度に弱いスペクトル線を作り出さなければらないため、ラマン分光においては厳しいグレーティングの仕様が求められます。散乱された光子数と偏光はそれぞれランダムです。したがって、最小限の迷光と共に両偏光で高い効率が必要です。VPHGではそれを可能とします。

スペクトロメーター

Spectrometers