用二元光学方法制作高效率多光束二维分光元件

在70年代末和80年代初就有人提出了应用于多重成像的多光束分光技术，H.Dammann等人提出将多光束分光技术应用于集成电路掩模板的制造，近年来人们又开发了应用于光盘存储技术和光通讯领域的多光束分光技术。随着光计算研究的深入，在一些光学逻辑和光学运算系统中，以及光学数据总线系统中常常要实现多光束分光或要求得到一强度均匀的点阵与逻辑单元相匹配，这就大大地开阔了多光束分光元件的应用范围。常规的分光元件的制作方法有光学全息法，计算全息图的延拓法，波导型透镜阵列，位相光栅等等。由于全息法产生的点阵衍射效率低（即使对平板进行漂白处理也只能达到30％），再现点阵为离轴成象，信噪比差；用计算全息延拓法制造的分光器件可以得到象质很好的点阵分光元件，但是衍射效率只有10％左右，无法满足实用的要求。波导型透镜阵列存在点阵尺寸或间距不可调，使用不灵活，信噪比差。位相光栅的衍效也较低，仅在40％左右。而且存在着点阵强度的均匀性与衍效之间的矛盾。为了解决这一矛盾，我们采用组合位相光栅技术，实现在一定级次内的光强均匀性，又大大地提高了衍射效率。本文主要介绍用二元光学的方法制作二维分光元件的工艺技术。