光斜入射下光栅公式与特性研究

主要讨论了当入射光斜入射光栅表面时的光栅衍射公式。分析光在不同入射方向下的光栅公式的具体表达式，认为在讨论的三种光栅公式中第二种光栅表达式易理解且计算方便。讨论了光斜入射下的衍射光光谱。当入射光斜入射光栅表面时，通过改变入射光的斜入射角度，在衍射光一侧存在着一个最小衍射光谱线位置，并分析了斜入射光下的光栅特性。     

单色光束通过平行光栅对的研究

利用平面波角谱理论和光栅一级衍射方程，导出了单色光束通过平行光栅对的传输方程，同时引入了角谱传输的轴向有效距离公式。针对超高斯光束入射进行了数值模拟，结果表明了光栅对对光束具有纵横非对称性作用。     

光栅衍射谱线产生缺级的条件

本文对光栅衍射谱线产生缺级的条件进行了讨论，澄清了某些教科书中不确切的叙述。     

评价衍射光栅实际分辨率的新方法

本文叙述了平面衍射光栅分辨率及其半宽度测量法。用仪器函数理论对分辨率测试仪的缝宽作了详细讨论,并提出了改变缝宽来确定光栅实际分辨极限的新方法。给出了两块光栅用三种方法测试的结果,即谱线轮廓图波前干涉图和摄谱仪拍摄铁谱图。用三种图对照分析了这两块光栅的质量。     

基于方向耦合器的光纤光栅法布里—珀罗腔

分析了基于方向耦合器的光纤光栅法布里—珀罗腔的特性 ;讨论了腔长 ,方向耦合器的耦合系数及光纤光栅反射谱宽等因素对输出谱线的数目和谱宽的影响 ;给出了单模输出的腔长     

介质光栅耦合器宽带工作特性研究

基于由微扰理论导出的近似计算方法和对多层介质光栅耦合器耦合特性的研究，本文研究了含有矩形剖面光栅层的介质薄膜光栅耦合器的宽带工作特性，探讨了宽带耦和器设计和必要条件。     

垂直窗复合光栅腔调谐波导CO_2激光器的研制

本文提出用垂直窗复合光栅腔实现波导 CO_2激光的调谐,这种腔结构比布儒斯特窗复合腔的耦合损耗小,且工艺简单、调节方便.研究结果表明:复合光栅腔尤其适合一级输出方式,以增大总反射率、减小光栅承受的辐射强度,有利于谱线的稳定和实现单纵模运转.这解决了大功率和宽调谐的矛盾.在激活长度 Lg=340mm 的垂直窗复合光栅腔输出端,获得功率为3.8W 的一级10P(20)基模 CO_2激光以及功率大于0.5W 的谱线61条,可直接用作声光调制器光源、光声光谱测试光源.     

光栅线位移传感器的误差分析

在光栅测量仪器中，光栅传感器的误差是影响整个仪器精度的主要因素，主要产生在光栅的刻制、传感器结构及传感器的安装等方面。本文着重分析了光栅线位移传感器的误差来源，并给出了相应的消误差方法，为提高传感器设计精度提供了理论依据。     

一种新型的全息干涉仪

采用单频、基横模的氩离子激光器的0.488μm谱线及BP-212正性光致抗蚀剂,研制出高质量的全息平面反射光栅,空间频率为2400条/mm的光栅,其一级衍射波前象差<λ/6,紫外区的衍射效率η≈45％,已批置用于WSP-1型平面光栅摄谱仪及其它光谱仪和单色器。     

光谱法测试计量光栅参数

本文阐述光谱法测试计量光栅参数的方法,借助于测量计量光栅的功率谱强度及其相应量来推算光栅的栅距,振幅透过率分布及光栅开口比等一些光栅元件的重要参数,为研究光栅质量提供了部分依据。     

软X射线波段透射光栅衍射效率检测系统

为获得透射光栅在软X射线波段的各级衍射效率,利用凹面反射光栅单色仪加激光等离子体光源组成一套软X射线波段单色系统,并以He空心阴极光源所发射的30.38、53.70、58.43nm三条谱线做为标准点,通过建立拟合曲线方程的方法对该单色系统进行波长标定。然后以背照射CCD(charge-coupled device)做为接收元件,对金自支撑式透射光栅在85～900eV能区范围内的多个能量点进行了衍射效率的实验标定,获得了该透射光栅一级相对衍射效率和零级绝对衍射效率的标定结果。同时利用准梯形栅线模型对该透射光栅在软X射线波段范围内的衍射效率进行理论计算,得到了该透射光栅一级相对衍射效率的理论曲线,模型计算结果与实验标定结果基本符合。最后,利用实验中得到的零级绝对衍射效率和模型计算的一级相对衍射效率结果拟合出了该透射光栅一级绝对衍射效率曲线。     

光栅光谱仪探测本领的综合分析

以光电倍增管为探测器,分析了WDS-8A光栅光谱仪入射狭缝和出射狭缝的宽度、高压以及其它一些因素对测量结果的影响.实验发现:入射狭缝和出射狭缝宽度的减少会增加谱线的分辨率,但如果宽度小于0.03mm,将无法观测到结果;高压对分辨率没有明显影响,但可以改善观察的结果.     

曝光量对计量光栅均匀性的影响

根据光栅的透射特性和曝光及显影机理,对曝光量以及计量光栅线条的黑白比和其均匀性之间的内在关系进行了分析,从理论上给出了曝光量对线条黑白比以及线条黑白比和曝光量对计量光栅均匀性的影响,为提高计量光栅的均匀性给出了理论指导.本文给出了保持曝光量均匀的措施,实验证明,改进后刻制出的计量光栅的均匀性误差较小.     

相位掩膜法制作光纤布拉格光栅的研究

光纤光栅是一种新型的光纤器件,在光纤通信和光纤传感等领域有重要的应用。本文介绍了光纤布拉格光栅的光学特性和光谱特性,介绍了相位掩膜法制作光纤光栅的相关实验。在激光脉冲能量300m J、激光脉冲重复频率8Hz、成栅时间160 s的实验条件下,获得了中心波长1083nm、带宽0.1nm、反射率99.96%的高质量光纤光栅。     

长周期光纤光栅在非均匀温变场中的光谱特性研究

在非均匀温变场的作用下,长周期光纤光栅有效折射率和周期等物理量均会发生非均匀变化.所以,长周期光纤光栅的耦合系数并不是常数,用耦合模理论分析长周期光纤光栅的光谱特性就非常复杂.传输矩阵法是解决长周期光纤光栅中非均匀问题的有效方法.本文在MAT-LAB平台基础上,用传输矩阵法对长周期光纤光栅在非均匀温度场中的光谱特性进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析.     

一种几何云纹现象的分析

分析了几何云纹法的一种特殊现象：异节云纹的条纹倾角对光栅栅线夹角的显著放大作用。运用数学方法定量揭示了这种特殊现象所遵守的数学方程和产生这一现象所应满足的条件,并通过实例计算说明了放大作用的具体情况。     

二元光学元件衍射效率的分析与计算

衍射效率对于二元光学元件是一个非常重要的概念 ,也是一个重要的器件性能指标。从理想的锯齿形相位轮廓入手 ,利用标量衍射理论 ,分析并导出锯齿形一维位相光栅的衍射效率的计算公式。进而讨论在二元光学技术中 ,以台阶状的轮廓逼近锯齿形相位轮廓的机制 ,构造台阶状光栅的相位轮廓函数 ,从而导出其透过函数和角谱 ,得出二元光学元件衍射效率的理论公式 ,并对不同台阶数的二元光学元件的衍射效率进行了计算     

无机械传动的波长扫描技术研究

针对传统波长扫描系统稳定性差,提供了一种新的波长扫描技术,即采用伺服电机直接驱动光栅转动,此方法去除了机械传动机构,提高了系统的控制精度及稳定性,可以在单色仪及其它光谱仪器上广泛应用.     

High-Efficiency Two-Port Encapsulated Low-Contrast Grating withSuppressed Zeroth Order under Normal Incidence

在正常入射下高效率双通道封装型低对比度消零级光栅

龚博闻1,温惠英1,李宏韬2

（1.华南理工大学 土木与交通学院, 广州 510641）

（2,.暨南大学 光子技术研究院 广东省光纤传感与通信技术重点实验室,广州 511486）

中文说明：

本文介绍一种在正常入射下高效双通道封装型低对比度消零级光栅。基于这种光栅结构,在被设定周期为1860 nm时可以得到1级次TE和TM偏振光的高效率和光谱带宽。一方面,使用严格耦合波理论对一些精确的光栅参数进行数值优化;另一方面,利用简化模态法对封装型消零级熔融石英光栅的内部耦合机制进行充分解释。带有覆盖层的封装型光栅不是简单增加涂层,比较于被报道的表面浮雕式光栅,封装型光栅的所有参数被重新优化并且优化性能得到很好提高。因此,封装型光栅光纤在布拉格光栅写入的应用方面具有潜力。

关键词：封装型光栅;消零级;增强衍射效率;增强光谱带宽