聚合物分散液晶（PDLC）光开关研究

聚合物分散液晶材料具有电控开关特性 ,利用材料的这一特性制成聚合物分散液晶光栅则具有衍射特性的电场可调性。理论和实验表明 ,采用一定的材料配方和工艺 ,可以获得理想的聚合物分散液晶全息光栅 ,若干个不同频率的光栅叠加可以制成实现多点光切换的光开关     

上海光机所研制成功三维达曼光栅

近日,中科院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室周常河课题组发明了一种新型衍射光学器件——达曼波带片(DZP),并基于此器件,发明了三维达曼光栅。该光栅可将通常透镜的一个焦点转换     

基于闪耀光栅图形化实现高分辨率干涉光刻

为提高图形化干涉光刻质量,提出了基于闪耀光栅的图形化干涉光刻(PIIL)系统,并对该系统所采用的光学原理和实现方法进行了研究。首先,分析了图形化干涉光刻系统的光场特性,阐述了其分辨率提升的原理。讨论了光学系统带宽和图案分布对光刻图形质量的影响,给出了图形质量控制的工艺方法。其次,提出了一种新型的图形化干涉光刻方法,该方法采用闪耀光栅作为衍射分光器件,实现了位相和振幅的一体化调制。采用数值计算方法模拟了闪耀光栅的衍射特性和像面光场分布,讨论了闪耀光栅的优化设计方法,获得了高达92.3%的±1级衍射效率。最后,基于数字微镜器件(DMD)和微缩成像光路设计开发了图形化干涉光刻系统,实验获得了像素化的点阵图形和质量明显改善的光刻图像,验证了该方法对任意图形的适用性。     

光栅平动式光调制器光学特性分析

提出了一种基于微光机电系统的可用于投影显示及相关器件的新型光栅光调制器,介绍了其结构、工作原理和加工流程.对器件进行光学分析,优化和仿真,得出器件结构参数与光学特性之间关系.器件的可动光栅占空比e=0.5,光栅常数d=6 μm,长度L=39 μm,宽度w=36 μm,边距w0=1.5 μm时,理论上±1级衍射效率η=37.0%,对比度V=625;可动光栅与下电极在开态和关态时间距分别为0.65 μm和0.78 μm,器件单像素尺寸为51 μm×51 μm.     

反射面平动式光栅光调制器的实现及机电特性分析

提出了一种新型的光栅光调制器(GLM),它由可动平板阵列和固定光栅构成,通过可动平板的垂直运动,达到调制光束的目的。为验证该结构实现的可能性,得到器件的机电特性,根据微梁的力学理论进行了电力学理论分析,通过Coventor仿真软件进行了有限元仿真。分析表明,该器件所需驱动电压为16V,无明显的迟滞现象,可动平板的有效衍射面积较大,易于实现面阵结构,提高了光学衍射效率。     

电磁式扫描光栅微镜设计

扫描光栅微镜是微型光谱仪的新一代核心分光器件。基于固定光栅分光的微型光谱仪由于采用阵列探测器在近红外波段价格昂贵,严重制约了近红外光谱分析技术的推广应用。本文提出了一种电磁式扫描光栅微镜,该器件采用微纳加工工艺,集光栅、驱动结构、角传感器于一体,可实现单管探测器替代阵列探测器。建立了电磁式扫描光栅微镜的理论模型,分析了梁尺寸、镜面尺寸等主要结构参数对器件性能指标的影响,获得器件的设计参数。使用微纳加工方法制作电磁式扫描光栅微镜芯片,并测试了性能指标。实验与理论结果表明:当器件扫描角度为±7°,光谱达800～2 500nm,闪耀波长附近的衍射效率≥70%,角传感器的控制精度≤0.05°,为应用于微型近红外光谱仪提供了一种有效方案。     

激光外差干涉中声光器件的非均匀声场特性

针对声光晶体内部的声波反射使晶体内声场分布不均匀,影响衍射效率和衍射光场分布,降低激光外差干涉效率的现象,以不改变声光设备为前提提出了光切趾方法.以TeO2晶体为基底,理论分析声光器件的声场分布、体光栅衬度及其对衍射光效率的影响.提出非均匀光栅衬度模型,并利用光切趾法控制空间声场非均匀分布.通过理论仿真结合实验测量,证...     

微机电可调硅基三族氮化物光栅

将静电梳齿微驱动器与三族氮化物光栅集成,获得了利用静电梳齿微驱动器调节光栅周期的硅基三族氮化物光栅。首先,以硅基三族氮化物基片为基础,设计了微机电可调光栅,光栅的设计周期为1.1μm,设计线宽为0.8μm。然后,利用严格耦合波分析法研究了横向磁场模式下可调光栅的光学响应特性;研究显示改变光栅周期和占空比,光栅的谐振波峰出现了明显偏移。最后,介绍了结合电子束光刻、三族氮化物干法刻蚀和深硅刻蚀技术制备微机电可调三族氮化物光栅的方法。严格耦合波分析和实验表明:制备的微机电可调三族氮化物光栅具有良好的质量;在静电驱动器上施加电压,可将光栅的谐振波峰由1.345μm调节至1.40μm,满足了利用微机电技术调节三族氮化物光栅光学响应特性的要求。     

基于严格耦合波理论的亚波长光栅优化设计

亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射效率进行了数值计算并用MatLab软件进行仿真模拟,光栅槽深与周期的比值为0.425,占空比为0.507,并且光栅脊、光栅槽的折射率为2.37时,得到具有最佳滤波和衍射效果的亚波长光栅的优化结构。     

亚波长光栅的衍射效率

本文使用矢量衍射理论一严格的耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率进行了数值计算，得到在不同光栅参数时亚波长光栅的衍射效率，对影响光栅衍射效率的各个光栅参数分别进行分析，讨论了光栅在光栅参数变化时的衍射特性，给出衍射效率随光栅各个参数的变化曲线。由结果可知亚波长光栅的衍射效率随光栅槽的深度以及光栅占空比有着规律性的变化，选取不同的光栅参数就可得到完全不同的衍射效率，这样就为设计出所需要的光栅滤波特性提供了制造依据。     

Application of a diffraction grating and position sensitive detectors to the measurement of error motion and angular indexing of an indexing table

In this paper, two systems for the measurement of the error motion and angular indexing of a rotary indexing table have been developed. A laser diode, a laser holder and a position sensitive detector (PSD) are integrated as a simple measuring device for the measurement of the rotary error without using a precision reference artifact (a cylinder or a sphere), multiple probes or error separation methods. The laser diode is assembled in the laser holder and fixed on the rotary table. The PSD is set up above the laser holder to detect the position of an incident laser beam from the laser diode. When the rotary table rotates, the rotary error changes the direction of the incident beam and also the position of the spot on the PSD. For the measurement of the angular indexing, a reflective diffraction grating and two PSDs are integrated as a high-resolution angle measuring device without using an autocollimator or a laser interferometer system. The diffraction grating is set at the center of the rotary table and reflects an incident laser beam into several diffractive rays. Two PSDs were set up for detecting the positions of ±1st-order diffraction rays. A simple algebraic method is used to solve the angular indexing through an optical analysis. The experimental results showed the feasibility of the proposed test devices.     

Low-voltage element of a field-programmable dynamic diffraction grating

A new element of a field-controlled diffraction grating [Grating Light Valve™ diffractive MOEMS device (GLV)] is described, which differs from known similar elements by the physical principle of operation and its structure; other distinctive features are the lower control voltage, the absence of the hysteresis, and the possibility of operation in the analog mode. Experimental characteristics of the GLV element are presented.     

变栅距光栅衍射特性分析

光纤式变栅距光栅位移传感器是一种新的位移传感器，变栅距光栅是该位移传感器的核心元件，传感器的位移分辨率决定于变栅距光栅的光谱分辨，分析和研究如何提高变栅距光栅的光谱分辨能力是位移传感器提高位移分辨的关键。基于夫琅和费衍射理论，推导了对于变栅距光栅，平行光入射后的衍射光强的角度分布。计算变栅距光栅参数相同，入射光斑宽度分别为5mm和10mm衍射光的分布特点；10mm入射光斑，光栅参数不同时衍射光的分布特点。实验验证了不同入射光斑宽度对光纤式变栅距光栅位移传感器分辨率的影响。由于变栅距光栅的衍射特点，入射光斑直径的大小是传感器分辨率的一个重要影响因素。     

基于图像清晰度检测的光栅刻划平台调平装置

针对制备衍射光栅时刻划平台倾斜导致的光栅槽型误差,提出了一种基于图像清晰度检测与电动倾斜台调节的光栅刻划平台在线调平装置。建立了图像清晰度与光栅刻划平台倾角间关系的模型,应用该模型,控制光栅刻划平台在一定范围内实现了闭环动态调平。对上述理论研究进行了试验验证。试验结果表明,该调平装置简单可行;对于50mm×50mm的光栅毛胚,调平装置可控制刻划平台的水平倾角在4″以内,满足光栅刻划对平台定位精度的要求。该装置既可用于刻划前的调平准备,也可推广应用于光栅刻划过程中的实时检测。     

用C方法计算介质膜光栅衍射效率

运用C方法对介质膜基底反射光栅的衍射效率进行了详细的理论分析。在此基础上用正弦函数的高次幂作为光栅的槽形函数编写了介质膜光栅衍射效率计算程序,数值计算结果表明了C方法在计算介质膜光栅衍射效率的可行性。     

Development of the technique of laser diagnostics of solids under pulsed optical irradiation

A technique based on the recording of a Fraunhofer diffraction pattern and allowing studies of structural and phase transitions in an ion-implantion-doped semiconductor layer with a high time resolution simultaneously with sample-temperature measurements is described. For this purpose, two measuring diffraction gratings—phase and amplitude—are preliminarily formed on the surface of a silicon plate. Solid-phase recrystallization and melting processes were studied using the kinetics of disappearance and appearance of diffraction peaks from the amplitude grating. The sample temperature was monitored by the deviation of the diffraction angle of a probing laser beam from the phase diffraction grating caused by a change in the grating period resulting from its thermal expansion.