多光束纳秒紫外激光制作硅表面微结构

使用波长351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器作为光源,经过位相光栅分束,形成干涉光场,在硅表面直接刻蚀微结构,制作了周期为0.55 μm,槽深可达55 nm的一维微光栅和周期为1.25 μm,刻蚀深度45 nm的正交微光栅结构.给出了微光栅形貌结构的扫描电子显微镜和原子力显微镜的测量结果.正交微光栅的一级衍射效率在1.8%～6.3%之间.该研究是改变硅表面微结构,优化硅材料特性的一种新方法,并扩展了大功率激光刻蚀在表面微加工领域的应用.     

多光束纳秒紫外激光制作硅表面微结构

使用波长351 nm的半导体泵浦全固态脉冲激光器（DPSSL）作为光源,经过位相光栅分束,形成干涉光场,在硅表面直接刻蚀微结构,制作了周期为0.55 µm,槽深可达55 nm的一维微光栅和周期为1.25 µm,刻蚀深度45nm的正交微光栅结构。给出了微光栅形貌结构的扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)的测量结果。正交微光栅的一级衍射效率在1.8%到6.3%之间。该研究是改变硅表面微结构,优化硅材料特性的一种新方法,并扩展了大功率激光刻蚀在表面微加工领域的应用。     

双层矩形位相光栅的分束特性

对由两矩形位相光栅构成的双层体积全息光栅的分束特性进行了优化设计，获得了扇出光束数分别为２，３和５，总衍射效率高于８９％，光强分布不均匀性小于５％的分束器。     

制作具有预期位相调制度的卤化银乳胶位相型薄全息光栅的研究

提出了一种制作具有预期位相调制度的卤化银乳胶位型薄全息光栅的方法。它通过分析所拍摄的第一张全息光栅的数据来获得最佳曝光参量，从而使继后的拍摄，在同样的实验条件下能获得所预期的位相调制度。文中给出了这方法的理论分析和某些应用。     

基于分数Talbot效应的棋盘格状阵列照明器北大核心CSCD

基于分数Talbot效应,利用纯位相光栅设计了一种二维棋盘格状阵列照明器。利用菲涅尔衍射理论分析了平面光波照射下纯位相光栅衍射光场,得到位相调制为(0,π/2)的二阶纯位相光栅可以实现压缩比为2的棋盘格状阵列照明。利用二元光学器件制作技术,在光学玻璃基底上制作了位相光栅。在扩束激光光束照射下,在分数Talbot距离处获得了效率为83.2%的棋盘格状明暗相间光斑阵列。实验结果很好地验证了理论分析结论。研究结果对于光互连、光通信、光电混合处理领域中阵列微光束生成和应用都具有较高的理论和实用价值。     

脉冲压缩光栅光学拼接方法研究

脉冲压缩光栅是激光约束核聚变系统中的重要光学元件.随着激光约束核聚变工程的快速发展,对光栅的口径要求越来越大.全息技术是制造大口径脉冲压缩光栅的重要手段,其制作的光栅大小受限于记录光学系统口径.为了制造出超大口径的脉冲压缩光栅,提出了一种采用多次曝光拼接技术制作大口径脉冲压缩光栅的方法.该方法采用参考光栅作为检测元件,利用其再现的光学特性,以检测记录干涉光场与已记录光栅之间位相匹配情况,并利用条纹锁定系统控制记录干涉光场的相位,实现光学拼接制作大口径脉冲压缩光栅的目的.开展了1740lp/mm光栅拼接实验研究.拼接对准精度优于30 nm.     

光栅图的计算机辅助设计及制作

简要叙述了二维光栅的基本原理，给出了几种光栅的图的系列图合成方法，介绍了计算机辅助二维光栅图像制作系统的基本组成，以及运用系统制作的光栅图的特点，最后以“焰火绽开”为例给出了系统从设计到制作的全过程。     

用三角形闪耀光栅实现分束器

用闪耀光栅实现了光栅分束器。给出了该分束器衍射光强分布的解析表达,讨论了影响分束性能的各种因素,并把复杂的优化设计问题转变为简单的求条件极值问题,使编程简单,计算速度快。数值模拟表明,当分别扇出2束和4束光时,衍射效率可分别达到92.50%和95.75%,扇出光束能量均匀,各级衍射效率的方差分别在10-5和10-6的数量级。与其它分束器进行了比较。     

用布拦格光纤光栅制作啁啾光纤光栅

介绍了一种用布拉格光纤光栅制作啁啾光纤光栅的方法。采用氢酸腐蚀布拉格光纤光栅,使光栅的横截面沿光栅轴向逐渐变小,然后对光栅施加１．５０Ｎ的拉力,在光栅轴向建立应变梯度,制作出长１５ｍｍ、峰值反射率达９２％、反射半高宽为５ｎｍ的啁啾光纤光栅。     

高频可变间距全息光栅的制作方法的计算机模拟研究

提出了一种制作高频线性可变频率光栅的新方法，并给出了光栅空间频率的表达式.通过在相干的两光路中插入特殊透镜，可以实现线性可变空间频率光栅的制作，而且通过适当地调节实验参数可以改变空间频率的变化率.给出了相应的模拟全息图. 关键词： 全息光栅 全息 可变间距光栅     

A Useful Technique to Fabricate Fan-out Grating

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｆａｎｏｕｔｇｒａｔｉｎｇｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｏｐｔｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ［１］，ｌａｓｅｒｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｎ...     

透射光栅的实验标定和衍射效率的理论模拟

透射光栅广泛应用于软X射线能谱测量.为了获得用于惯性约束聚变研究的透射光栅的各级衍射效率及其他参数,在北京同步辐射源上200—1600 eV能量范围内对其进行了标定,获得了透射光栅衍射效率的实验结果.扩展了透射光栅衍射效率的计算方法,提出了7边准梯形截面衍射效率计算模型.分析拟合了实验数据,理论结果与实验结果很好符合.得到了7边准梯形的透射光栅栅线截面结构. 关键词： 透射光栅 衍射效率 实验标定 光栅模型     

Direct Fabrication Methods of Surface Relief Electro-Optic Gratings in Azo-Polymer Films

Two fabrication methods of surface relief electro-optic (EO) gratings in azo-polymer films are described: surface deformation by a continuous wave laser and laser ablation by a pulse laser. In the fabrication process, the periodic intensity modulation of laser beams is formed by an interference fringe or a phase mask. The surface relief EO grating is fabricated by poling the surface relief grating (SRG) after the SRG fabrication process. The linear dependence of an applied voltage in the modulation efficiency of the first-order diffraction beam is observed. The proposed methods are effective for highly-efficient surface relief EO grating fabrication.     

线偏振高斯光束通过复合型衍射光栅的传输特性

提出一种集合浮雕和折射率周期分布调制的复合型衍射光栅,并利用角谱表示和严格的模式理论研究了线偏振高斯光束通过这种复合型衍射光栅的传输特性.数值计算结果表明,在光栅的同一透射深度处复合型衍射光栅光强的起伏频率要比浮雕型光栅光强的起伏频率小.最后使用复合型衍射光栅模型,研究了亚波长体积相位全息光栅的表面起伏和入射光束的束腰宽度对衍射效率的影响. 关键词： 复合型衍射光栅 亚波长体积相位全息光栅 高斯光束 严格模式理论     

各向异性介质浮雕光栅体内光波场的传输

分析了各向异性介质光栅体内光波场的空间分布,并将RTRA递推算法推向了各向异性介质内光波场的传输.数值计算表明,光波场光强的空间分布随透射深度的变化而变化,各向异性介质光栅体内光波场的空间分布相对各向同性介质要均匀,光栅材料的性质参数和光束的入射参数对光波场光强的空间分布有较大的影响等.     

Temperature and orientation dependence of surface relief gratings based on dye-doped polymer film with the interface of nematic liquid crystals

The formation of surface relief grating on dye-doped polymer film with the interface of nematic liquid crystals has been investigated by means of the holographic technique. The first-order diffraction efficiency of surface relief grating depends on the temperature and the orientation of molecular director in the interface of nematic liquid crystals. The diffraction efficiency is roughly independent of thermal fluctuations of molecular director in the most part of nematic temperature range and apparently drops near the transition temperature. The morphology of surface relief grating demonstrates that the surface modulation is larger for molecular director parallel to the groove direction. The experimental result also shows that the first-order diffraction efficiency is dependent on the surface modulation of surface relief grating.     

线偏振高斯光束通过条形浮雕光栅的传输

使用角谱表示和严格的模式理论研究了线偏振高斯光束通过特征尺寸与波长可比拟的条形浮雕光栅的传输，系统参数误差对浮雕层中光强最大值的影响.研究表明，光束在条形浮雕光栅各层中有不同的光强分布，浮雕层的介质填充部分中的光强明显高于展空部分的光强.光栅周期误差对浮雕层中最大光强的影响起主要作用.并利用模拟退火优化算法优化系统参数以控制出射光束的光强分布.     

Numerical Evaluation of Polarization-Selective Characteristics of a Binary Relief Grating with Subwavelength Structures

The finite-difference time-domain (FDTD) method is applied to the numerical evaluation of diffraction from a binary relief grating with subwavelength structures. It is demonstrated numerically that the binary relief grating made of isotropic materials works as a polarization selective optical device. It is further shown that the polarization effects depend on the arrangements of subwavelength structures.     

Effect of polarization on femtosecond pulsed laser ablation of surface relief gratings using a novel interferometer

In this paper, we report the effects of polarization state of individual beams in ablation of surface relief gratings using a two-beam interferometric technique. We have carried out ablation experiments on (1 1 1) silicon to form surface relief gratings by interfering two femtosecond laser beams under different polarization combinations. Four combinations of polarization were studied, i.e., s-: s-polarization, s-: p-polarization, p-: p-polarization and circular-: circular-polarization (c-: c-polarization). A novel interferometer was used for the investigation. The grating depths, surface roughness and ablation thresholds have been shown to depend on the polarization state of the interfering beams.     

透射光栅衍射效率研究

透射光栅广泛应用于 X光能谱测量 ,为获得定量的 X光能谱 ,首先在北京同步辐射源上对透射光栅的衍射效率在多个入射 X光能量点进行了实验标定 ,获得了透射光栅衍射效率的实验结果。为模拟透射光栅衍射效率实验标定结果 ,发展了一个新的透射光栅衍射效率计算模型 ,该模型不同于国外已发展的矩形栅线模型和梯形栅线截面模型 ,而是假设透射光栅栅线具有准梯形截面。模型计算结果与实验标定结果符合很好。