线性啁啾相位掩模的研制

利用严格耦合波理论分析了线性啁啾相位掩模的衍射特性,得到只有当相位掩模的占宽比在0.37～0.50之间,槽形深度在242～270 nm之间时,才能保证零级衍射效率小于2%.同时正负一级的衍射效率大于35%.在此基础上,利用全息一离子束刻蚀和反应离子柬刻蚀相结合的新方法,制作了中心周期为1000 nm,啁啾率1 nm/mm,有效面积为100 mmX10 mm的线性啁啾相位掩模.发现先用短时间Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模槽形进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,能得到更合适的占宽比,从而确定了刻蚀新工艺.实验测量表明其零级衍射效率小于2%,正负一级衍射效率大于35%,最大非线性系数为1.6%.理论分析表明该相位掩模能够满足制作线性啁啾光纤光栅的需要.     

紫外写入光纤光栅用亚μm相位掩模板制作误差容限分析

本文采用电磁波标量衍射理论研究了紫外写入光纤光栅用亚μｍ相位掩模的近场衍射特性，并据此得出了零级衍射抑制的条件，２数值模拟方法研究了相位掩模制作误差对有衍射抑制的影响，分析表明，为使零级衍射效率小于５％，相位掩模的刻槽深度和占空比制作误差必须控制在／△ｈ／〈３８ｎｍ和／△ｆ／〈０．１１的范围内。     

近红外飞秒脉冲激光制作光纤光栅的研究

根据近红外飞秒激光有大的空间相干尺寸和相位掩模衍射光的级次走离效应,运用双光束干涉原理分析了光纤纤芯处干涉光强的分布,同时运用波长800 nm飞秒激光在没有经过光敏性处理的掺铥光纤上制作了光纤布拉格光栅,最后把理论分析的结果与实验现象进行了比较.     

248 nm KrF准分子激光零级抑制石英相位掩模器的研制

实验研制了针对波长２４８ｎｍＫｒＦ准分子激光的零级抑制石英相位掩模器。用双层掩蔽和图形转移技术，在双面抛光的石英基片上以ＣＨＦ３／Ｏ２为反应气体，用反应离子刻蚀技术制作了具有良好完整性、周期１．０８５μｍ的石英相位掩模器。实际测量表明其零级衍射效率被抑制到５．９７％。     

镀铬基片全息光栅光刻胶掩模槽形参量光谱检测方法

为了检测全息光栅掩模槽形,运用严格耦合波理论(RCWT)分析镀铬基片光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线与槽形参量的关系。测量了400~700 nm波长范围内60°入射角条件下的镀铬基片全息光栅光刻胶掩模反射0级衍射效率光谱曲线。将实验曲线与不同槽形参数对应理论曲线相减、求标准差进行匹配,标准差最小者为匹配结果,从而找到被测掩模的槽深和占宽比(光栅齿宽占光栅周期的百分比)。结果表明,该方法图形匹配速度快,误差容限大,匹配结果与电镜结果相符。对于要求同时检测矩形或接近矩形槽形的全息光刻胶光栅掩模的槽深和占宽比,该方法完全适用。     

相位掩模法制作光纤光栅的研究

准分子激光照射相位掩模后，在近场形成周期的条纹分布，利用近场光强对光敏光纤进行曝光，可以在纤芯中写入光栅，从衍射的频谱理论出发，导出具有一定发散的准单色准分子激光照射掩模时产生的近场光强分布，分析了光源发散角及掩模衍射特性对纤芯 强分布及光纤光栅制作的影响，并把分析结果与实验现象进行了比较。     

用于ICF驱动器的色分离相位光栅的研究

采用相位闪耀光栅原理设计出用于ICF驱动器中能离轴分离基频、二倍频、三倍频激光的色分离相位光栅,理论上三倍频零级衍射效率达到100%,同时,对该相位光栅进行了实际制作和实验测量,测出了基频光和二倍频光的分离角以及光栅的零级衍射效率,得到了一些有意义的结果。     

介质膜光栅槽形无损检测方法的研究

为了从理论上探究介质膜基底光刻胶光栅掩模槽形的检测方法,对此种光栅掩模建立了以C方法为理论基础的衍射效率理论计算的数学模型,并将从实际光栅掩模的SEM照片得出的光栅槽形参数带入到该模型中,得到了一系列-1级衍射光的光谱分布曲线,这些曲线的变化趋势与一定光栅槽形相对应,提出了通过测量衍射光的光谱分布曲线判断光栅槽形的无损检测方法。分析表明,该方法在光栅槽形的检测过程中,可以较为有效地判断光刻胶是否到底,而这一点在掩模的制作工艺中至关重要。     

用于ICF驱动器的色分离光栅的制作

介绍了色分离光栅的设计原理,并对其制作工艺进行了研究.用套刻法以能量为450 eV、束流密度为80 mA/cm2、30°入射角的离子束对100 mm×100 mm石英基片进行刻蚀,制作出了周期为300 μm色分离光栅.实验测得零级次上3ω(351 nm)光的归一化衍射效率达到了91.9%.结果表明,这套工艺方法在制作高衍射效率的CSG是可行的,并且具有刻蚀图形分辨率高、侧壁较陡等优点,为进一步制作高衍射效率的色分离光栅提供了参考.     

一步激光直写制作透射式相位光栅

利用一步激光直写灰阶光刻方法制作了具有连续浮雕结构的透射式相位光栅.原子力显微镜测量结果表明制作的透射式相位光栅具有连续外形轮廓、理想的周期和深度.飞秒激光实验系统测量的光栅的衍射效率结果表明:最大衍射角效率为66.8%、零级能量仅为入射光能量的3.3%,这在光限幅中有重要应用价值.     

Occurrence of Features of Fiber Bragg Grating Spectra Having a Wavelength Corresponding to the Phase Mask Periodicity

The use of a phase mask with 536 nm uniform pitch allowed the fabrication of a fiber Bragg grating for use at a Bragg wavelength of 785 nm. Reflection and transmission features at 1552 nm, twice the Bragg wavelength, associated with the phase mask periodicity were observed. However, when phase mask orders other than ＋1 were absent during fabrication the features at 1552 nm were not evident.     

飞秒激光用超宽带金属介质膜光栅的优化设计和工艺容差分析

基于严格耦合波理论,提出了金属介质膜光栅（MMDG）的带宽评价函数和波长偏离评价函数,并对宽光谱MMDG结构参数进行优化。数值模拟分析表明,当MMDG的槽深为290nm、剩余厚度为10nm、占空比取0．28和入射角为60。时,对以1053nm为中心波长的TE波,其一1级衍射效率优于97％的带宽达到190nm。对结构参数...     

取样光栅的设计及衍射行为研究

设计了用于惯性约束核聚变系统的取样光栅。利用光全息学的基本原理,设计了记录全息取样光栅掩模的消像差光学系统,并使用光学设计软件ZEMAX分析了它的像差;还利用严格耦合波理论对取样光栅的衍射效率问题进行了深入的研究。研究发现,在占宽比和槽深这两个光栅结构参量中,槽深的变化对衍射效率更敏感。这些都为取样光栅的实际制作提供了有意义的结果。     

亚波长光栅用于实现宽光谱消色散1/4波片的研究

基于严格耦合波理论 ,分析了共振区域矩形位相光栅的衍射特性 :位相延迟与光栅周期、占空比、槽深的关系 ,并设计出在 40 0～ 80 0nm范围内的消色散 1/4波片光栅 ,可以实现较为平坦的衍射效率和位相延迟曲线 ,其中位相延迟可保持在 90°左右 ,最大偏差小于 9% ,达到甚至优于普通二元复合消色散波片。通过对加工及安装误差的讨论 ,得到了影响消色散波片光栅性能的主要加工误差是槽深误差和占空比误差。     

用微光学技术制作位相型聚焦光栅

根据菲涅耳衍射理论,采用微光学制作技术通过3次套刻,将8位相台阶的菲涅耳波带片和平面光栅组合制作在同一块基片上,构成同时具有色散分光和聚焦光谱线功能的位相型光栅.这种光栅具有较高的光谱分辨本领和衍射效率,而且光路简单,调节方便.实验测出的衍射效率大于71%.     

利用严格耦合波方法研究多层介质膜光栅掩膜特性

从理论和实验上研究了多层介质膜光栅掩膜特性，用严格耦合波（RCW）法对由光栅掩膜槽形和多层膜介质基底引起的衍射效率的变化进行了理论分析，计算得出不同形貌下的光栅掩膜的反射0级光谱衍射效率分布。在实验检测方法上，采用了0级反射光衍射效率分布来进行槽形判断，并将实验结果和理论计算进行了对比。结果证明使用该方法研究光栅掩膜形貌在一定程度上是有效的。     

Fabrication and characterisation of long, narrowband fibre gratingsby phase mask scanning

Fibre Bragg gratings up to 50 mm in length have been fabricated using a phase mask scanning technique. Reflectivities of up to 70% and linewidths as narrow as 0.029 nm have been measured. The fabrication technique lends itself to writing gratings with controllable length, chirp and shading     

Fabrication tolerance analysis of grating mask for pattern-specific off-axis illumination

In this paper, the effectiveness of grating mask proposed previously was evaluated for line and space patterns, and its fabrication tolerance was analyzed with aerial image simulation. The structure of grating mask was determined from the local features of Cr patterns. It was verified that grating mask could provide locally matched oblique illumination for specific patterns written on the Cr mask. When the fabrication errors of ±10% were randomly introduced into both the widths and the phases of phase gratings in the grating mask, the resulting aerial image showed the CD variation of 15.5%. In order to reduce CD variation to 5% and less, width and phase errors should be maintained to be less than 3.2% and 7.2%, respectively.     

用于空间望远镜的大口径高衍射效率薄膜菲涅尔衍射元件

为满足空间成像领域对大口径、轻量化、高衍射效率光学衍射元件的需求,研究了薄膜衍射元件微结构设计及制作工艺。应用Zemax光学软件设计了320 mm口径,F/#100的四台阶薄膜菲涅尔衍射元件,并利用Matlab软件将连续位相结构转化为离散化台阶分布。研究了薄膜菲涅尔衍射元件的制作技术,选用透明聚酰亚胺薄膜作为基底材料,以石英玻璃作为复制模板,通过多次旋涂的方式实现了厚度为20 m的衍射薄膜制作。应用Solidworks软件设计并加工薄膜支撑装置。测量复制基板及薄膜对应区域的微结构,实验结果表明条纹线宽转移偏差小于1.3%,台阶深度偏差小于8.6%。搭建光路测试在波长632.8 nm处衍射效率平均值为71.5%,达到了理论值的88%。实验结果表明,制作的薄膜重量轻,复制精度高,并且具有高衍射效率,满足空间望远镜的应用要求。