用等离子体蚀刻法提高浮雕全息光栅的衍射效率

本文提出了用等离子体蚀刻法提高浮雕全息光栅衍射效率的原理和方法.从光致抗蚀剂层蚀刻到Si_3N_4薄膜层的光栅衍射效率已达31.2％,比原版光致抗蚀剂层母光栅的衍射效率提高了2.5倍。这种方法可制作优质的浮雕薄膜光栅。     

多级位相光栅的设计

本文研究了多级位相光栅的设计原理，给出了几组不同陈列数的多极位相光栅的设计参数。结果表明所设计的光栅各级衍射光强均匀分布且具有较高的衍射效率。     

计算全息光栅扫描器的研制

给出了反射式圆盘型计算全息光栅扫描器的位相方程、条纹位置方程及参数结构方程式 ,利用新的加工工艺制作出能实现两行扫描 即二维扫描 的光栅 ,给出由于加工工艺的改进和设计上的充分考虑而带来的明显实验效果及达到提高一级衍射能量和抑制零级衍射能量的目的 ,从而得出计算全息光栅扫描器的多行快速直线扫描和复制时成本低的特点能够满足有这种需要的领域 .最后分析总结出研制实用型计算全息光栅扫描器的有效途径 .     

由液晶聚合物网络构成的全息光栅

日本熊本大学工程系的中武裕一朗等研究人员新近研制成具有架桥结构的液晶聚合物网络构成的全息光栅。实现了快速写入、擦除、高密度光学信息记录。研究人员制作了侧链型偶氮苯的液晶聚合物网络。研究了架桥密度和偶氮苯含量对衍射效率的影响。首先在单丙烯酸盐单体 APB6中 ,作为架桥剂掺入了双丙烯酸盐单体A6 PB6 A,作为光响应性分子添加了 DRLac。作为这种混合液晶的聚合引发剂加入了2 mol%的 2 .2 -二甲氧基 -2 -苯基苯乙酮 ,然后在间隙为 5μm的水平取向处理的盒中以向列相状态进行光聚合 (1 1 m W) 3min,制成光响应性液晶网络。并…     

光通信波段亚波长光栅偏振器的设计与分析

亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性。基于矢量衍射理论-耦合波分析法对矩形亚波长光栅的衍射效率进行了理论计算,针对光通信中的1 550nm波长设计了一种基于SOI衬底的亚波长偏振光栅,分析了光栅周期、光栅深度、占空比和光栅结构的变化对其偏振特性的影响。仿真结果表明,当光栅的周期为960nm,槽深为230nm,占空比为24%时,可使TM模式的透射率大于95%,TE模式的透射率小于5%,且矩形的光栅结构相对于三角形和圆形的光栅结构具有更好的偏振性能,可有效用于光开关、光隔离器、激光器、光探测器等半导体光电子器件。     

全息法制备二维电调谐聚合物/液晶光栅

介绍了利用激光干涉形成的亮条纹引发预聚物/液晶的混合物相分离,制备了二维电调谐光栅。在对样品进行一次曝光之后,将样品绕着基板中心的法线方向转动一定的角度(如90°),再进行一次曝光,获得格子结构的聚合物/液晶二维光栅。实验结果表明,光栅中的聚合物和液晶在二维空间上呈周期性分布,其衍射图样为空间点阵且衍射效率可以利用电场进行调节。     

波导体全息光栅衍射光谱范围一致性研究

为了减小体全息光栅用于全息波导显示时不同视场角下衍射光谱的偏移,提出选择最佳的光栅矢量倾斜角和像源光轴相对于体全息光栅的倾斜角,可以减小衍射光谱的偏移。为了使全息波导显示系统在给定入射角度范围内具有相同的衍射光谱范围,采用三次曝光记录了一层体全息光栅。仿真结果表明,当像源的光谱范围在524~540nm之间时,该体全息光栅在入射角度范围-3°~3°内的衍射光谱范围相同,提高了给定入射角度范围内衍射光谱范围的一致性,可以应用于全息波导显示系统中。     

宽波段凸面闪耀光栅优化设计

凸面闪耀光栅是研制高光谱分辨率成像光谱仪的关键元件之一,一般凸面闪耀光栅的有效波段范围较窄,较难满足宽波段成像光谱仪对光栅衍射效率的需求。为拓宽仪器观测波段,对其中凸面闪耀光栅进行了优化设计。以0.4~2.5 m波段Offner型成像光谱仪为例,研究了凸面光栅单衍射级和双衍射级共路两种色散结构,采用分区闪耀光栅和双角闪耀光栅来提高宽波段范围内的衍射效率。优化设计了两种双闪耀光栅在不同色散结构下的槽形,用标量理论和有限元分析等方法对光栅衍射效率进行了计算。结合仪器信噪比,给出了满足成像光谱仪不同需求时所适用的光栅。     

高衍射效率凸面闪耀光栅的研制

基于严格耦合波分析,研究凸面闪耀光栅的衍射特性;采用全息光刻-离子束刻蚀法制作中心周期为2.45μm、曲率半径为51.64 mm、口径为17 mm的凸面闪耀光栅,闪耀角为6.4°,顶角为141°。结果表明,在整个可见-近红外波段,所制作光栅的1级衍射效率大于40%,在闪耀波长处1级衍射效率大于75%。     

全息光栅的可擦除存储性能研究

本文制备了高衍射效率的全息光栅,并对其进行了图像的可擦除存储性能研究。选用五官能度的二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、二官能度的邻苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯以及向列相液晶TEB30A作为存储材料,将其置于全息干涉场中记录图像;采用He-Ne激光器实现图像的再现,并通过对全息光栅施加电场来改变光栅内液晶分子的取向,降低光栅的折射率调制度,从而使图像消失;最终得到了衍射效率为85.6%的全息光栅,通过He-Ne激光器实现了图像的再现,并在外加电场为50V时使图像基本消失,实现了图像的可擦除存储功能。     

激光全息光栅计算机自动测试系统

本文介绍了激光全息光栅计算机自动测试系统结构、光学测量原理及对航空膜盒的测试,并对测试结果进行了讨论,系统已通过技术鉴定。     

制作光纤光栅用相位掩模的衍射行为研究

利用严格耦合波理论对用于光纤光栅制作的相位掩模的衍射特性进行了深入的研究.研究发现,在紫外写入波长(248 nm)下,为了使零级衍射效率＜5%,且±1级的衍射效率＞35%,相位掩模的刻槽深度必须控制在230～280 nm,占宽比必须控制在0.48～0.65.同时,与标量衍射理论的结果进行了分析对比.这些都为相位掩模的实际制作提供了有意义的结果.     

锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响

与矩形槽和正弦槽光栅相比,锯齿槽光栅具有高的衍射效率,可采用全息离子束刻蚀和单点金刚石车削两种方法制造。首先,介绍了这两种方法的制造误差。然后,分析了这些制造误差对用于可见近红外和长波红外成像光谱仪的光栅衍射效率的影响,指出闪耀角误差、槽顶角误差和刻刀圆弧半径是影响锯齿槽光栅衍射效率的关键因素。为制作高质量成像光谱仪用光栅奠定了理论基础和指导。     

光纤光栅在高速光通信系统中的新应用

光纤光栅以其独特的优点，广泛应用于高速光通信系统中，为此介绍了光纡光栅作为EDFA增益均衡器、色散补偿器和偏振模色散补偿器等在高速光纤通信系统中的应用，分别研究了它们的原理，特点及发展状况。     

用于光盘系统的位相光栅

本文设计出一种用光盘系统的位相光栅，介绍了设计原理方法，采用傅里叶变换分析了衍射光束的空间频谱及光强分布。     

消偏振二维二元闪耀光栅设计

为减小成像光谱仪的偏振敏感度并提高其定量化探测精度,提出一种透射式消偏振二维二元闪耀光栅。它在两个正交方向上都具有周期性槽形单元,每个槽形单元包含7个子周期。每个子周期的介质占空比在两个方向上是独立的,可同时调制TE和TM偏振态的等效折射率,以此优化光栅偏振特性。本文将等效介质理论拓展到二维情况,设计了以熔石英为基底,工作波段为0.6~0.8μm的高衍射效率消偏振二维二元闪耀光栅。光栅两正交方向周期分别为3.31μm和0.473μm。仿真结果表明,在参考波长0.7μm处TE和TM偏振态衍射效率分别为79.5%和79.6%,0.6~0.8μm波段范围内TE和TM偏振态衍射效率均高于70%,偏振敏感度低于2.6%。与一维二元闪耀光栅相比,二维二元闪耀光栅具有高衍射效率、低偏振敏感度和易制作的优势。所得结论可用于指导实际应用中透射式二元闪耀光栅的设计,可望在光栅型高光谱成像仪中得到应用。     

用于高功率侧向泵浦的透射光栅耦合器

提出一种用于侧面泵浦大功率双包层光纤(DCF)激光器的双凹槽、双槽深的透射光栅耦合器,它可以被直接制作在DCF的侧面内包层上,以实现大功率的激光泵浦。利用严格的电磁场衍射理论对这种结构进行分析,并且通过结合一种梯度优化的拟牛顿算法(quasi-Newton methods)和微型遗传算法(micro-genetic algorithm)对这种结构进行优化,当侧面入射泵浦光分别为TM和TE偏振时,能实现的最大耦合效率分别为81.2%和79.7%,而且选择合适的参数可以做到偏振不敏感,对非偏振光的最大耦合效率可达72.4%,3种情况下光栅耦合器材料的折射率均大于1.8。对光栅的各个结构参数的制作容差γ、LD阵列的出射波长的漂移以及泵浦光的入射角度θ对耦合效率η的影响也进行了分析。     

顺电相KTN晶体中相位栅的衍射效率分析

为了在应用中提高读出光的衍射效率,必须合理选择参量。采用将KOGELNIK的耦合波理论与Kukhtarev方程相结合,可以得出顺电相KTN晶体中透射型相位栅衍射效率的解析式。对影响光栅衍射效率的各因素进行计算分析,发现衍射效率对入射角、晶体厚度以及外加电场的变化敏感,而45°入射角附近出现较宽的高衍射区。另外,晶体的吸收对衍射效率的影响可以忽略。结果表明,该计算分析有助于在实践中调整参量以获得较高的读出光衍射效率。     

凸球面矩型槽光栅的衍射特性

本文在用耦合波理论研究平面光栅的基础上,提出了分析和解决凸球面光栅衍射效率问题的方法,并从中得出一些有意义的结论：在凸球面光栅的口径半径比较小时,求解其衍射效率可以转化为平面光栅问题来处理。     

光纤光栅传感器交叉敏感问题解决方案

光纤光栅传感器温度和应变的交叉敏感问题是光纤传感研究的重点和难点。介绍交叉敏感产生的物理机理,然后从双波长矩阵法、双参量矩阵法和温度(应变)补偿法3种基本思想出发,介绍交叉敏感的解决办法,并分析各种方法的优缺点,以便于能够针对不同的应用环境选择最优的解决办法。