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。     

基于FlexPDE研究顺电相KTN晶体中大调制度全息光栅的形成

在用带输运模型研究光折变效应时,大多数情况下都限定入射的相干光调制度远小于1,对方程做线性化近似以便于求解,这在求解小调制度问题时可以达到满意的精度。但在很多实际情况下光调制度接近于1,此时线性理论不再适用。基于FlexPDE程序提出了一种新的求解方法,适用于大调制度时的情况。采用有限元算法,严格求解光折变带输运方程,研究了外加电场时顺电相KTN晶体中大调制度全息光栅的形成,给出了晶体中的空间电荷场、光激发电子、离化施主、晶体折射率等的分布情况和时间演化曲线。计算结果表明,采用FlexPDE程序不仅可以大大降低带输运模型的求解难度,而且能够实时动态显示全息光栅的形成过程,具有直观性。     

基于耦合波理论的体全息光栅衍射效率计算

基于耦合波理论,对反射体全息光栅的衍射效率进行了计算。给出了体全息图的边界条件,同时对基于耦合波理论的体全息光栅衍射效率的计算结果进行了分析。以便能为制作具有高衍射效率,低噪声的全息光栅做好准备。     

全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究

通过耦合波理论分析，使用矩阵转换方法，对全息光刻中全息掩模衍射效率进行数值模拟计算，得出了影响全息掩模衍射特性的因素主要是显影前后记录材料平均介电常数的改变、介质的膨胀与收缩以及非共轭再现等，为实验研究提供了理论依据．     

影响体积反射相位全息图衍射效率原因的分析

文章指出对反射体积相位全息图衍射效率起决定作用的是光栅的折射率振幅,分析了光栅和散射物体全息图片在微观结构上的不同,因而衍射效率也不同,接着从两个方面(曝光参数、激光器性能)分析了影响折射率振幅的因素。文章还指出衍射效率常和信噪比是相互制约的,只有适当选择参数才能寻求最佳效果。     

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。     

全息微光刻中全息掩模衍射特性的理论研究

通过耦合波理论分析,使用矩阵转换方法,对全息光刻中全息掩模衍射效率进行数值模拟计算,得出了影响全息掩模衍射特性的因素主要是显影前后记录材料平均介电常数的改变、介质的膨胀与收缩以及非共轭再现等,为实验研究提供了理论依据.     

二维全息光栅的夫琅和费衍射

为了对光栅的衍射性能有更深入的了解,对振幅型光栅的衍射进行了研究。通过对振幅型一维和二维全息光栅的夫琅和费衍射进行观测,拍摄了光栅衍射的夫琅和费衍射图样。从结果发现二维光栅的主极大分布并非两个一维光栅主极大分布的简单相加,而是在二维平面内形成的规则分布,其分布规律与矩孔衍射图样的光强分布有着相似之处。实验结果可以据衍射理论很好地解释,因此,理论与实验是完全一致的。     

VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

在VCD和DVD中由于使用了全息光学元件,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少.分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理.推出了光栅衍射效率的一般计算公式,并给出了光栅沟槽形状为"方波”时光栅衍射效率的计算公式,由此计算出了VCD和DVD实用的全息光学元件的蚀刻深度.     

VCD和DVD用全息光栅衍射效率的分析

在 VCD和 DVD中由于使用了全息光学元件 ,全息光学读出头的元件数量比传统光头的元件数量少 .分析了光盘信号探测、聚焦、循迹原理 .推出了光栅衍射效率的一般计算公式 ,并给出了光栅沟槽形状为“方波”时光栅衍射效率的计算公式 ,由此计算出了 VCD和 DVD实用的全息光学元件的蚀刻深度     

Diffraction characteristics of superimposed holographic gratings inplanar optical waveguides

A coupled-mode analysis of superimposed holographic transmission gratings in single-mode planar optical waveguides is presented. The diffraction characteristics are shown to be sensitive to the polarization of the incident wave, the angular separation of the output waves and the relative index modulation between the gratings. The coupling between gratings affects the diffraction efficiencies and decreases the angular and wavelength selectivities. Nevertheless, good channel separation and high fanout can be obtained together     

全息拼接光栅的误差研究

为了制作大面积拼接光栅,对全息光栅拼接误差进行了分析。利用参考光栅与光场光栅形成的莫尔条纹来控制拼接光栅位置和误差,确定了参考光栅莫尔条纹间距、倾斜度及相位与拼接光栅位置之间的关系。研究了参考光栅面和拼接光栅基片不平行时莫尔条纹与拼接光栅条纹的相位一致性,计算了光程差漂移对拼接光栅相位对准误差的影响,分析了工作平台移动对光栅拼接误差的影响。得出光栅拼接总误差为0.15λ,该误差接近光栅拼接精度要求,通过实验验证了全息光栅拼接误差分析的正确性。结果表明,利用参考光栅进行全息光栅拼接是可行的。全息拼接光栅的误差分析为制作米量级高精度拼接光栅提供了理论支持。     

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。     

动态干涉仪的位相光栅衍射效率研究

为了解决普通二维光栅在动态干涉术中光能量利用不足的问题,使用标量衍射理论和傅里叶分析法对矩形正交位相光栅和棋盘型位相光栅的衍射效率进行推导,分别对两种光栅的最佳工作级次选择策略进行研究。分析结果表明,当分光器件为矩形正交位相光栅时,应选择(0, 1)级与(1,0)级作为动态干涉仪的工作级次,光能量利用率达到54.4%;当分光器件为棋盘位相光栅时,应选择(1,1)级作为动态干涉仪的工作级次,光能量利用率达到65%。实验对比了两种光栅在动态干涉仪上的应用效果,当选用(1,1)级作为工作级次时,结果表明使用棋盘型位相光栅的应用效果优于矩形正交位相光栅。因此在动态干涉仪中使用棋盘位相光栅并选用(1,1)级作为工作级次能够消除光能量利用不足对测量造成的影响。     

Optical bistability in reflective fiber gratings

Optical bistability in a nonlinearly reflective fiber grating through the mode coupling between the LP₀₁ and counter propagation LP₀₂ modes (i,e., the reflective LP₀₁&rlhar2;LP₀₂ mode converter) is investigated by using the coupled-mode theory. Both the transmissive and the reflective properties of this nonlinear device are analyzed, which show that the output-versus-input relation exhibits the optical bistability. The switching power and the bistable hysteresis performances are also discussed. In addition, the comparison between the nonlinearly reflective mode converter (LP₀₁&rlhar2;LP₀₂) and the nonlinear fiber Bragg grating reflector (i,e., the LP₀₁ and counter-propagation LP₀₁ modes) is also presented. It is shown that the former has much lower switching power than the latter     

光子晶体制作反射型相位补偿器的理论研究

为了制作新的光子晶体器件,采用传输矩阵法,通过数值计算,研究了3种一维光子晶体制作的反射型相位补偿器。引入反射振幅系数比的两个参数分别对这3种不同结构组成的补偿器进行讨论。分析结果表明,这些反射型相位补偿器都具有反射率极高、相位补偿连续可调等优点。     

干涉条纹相位变化对平面全息光栅曝光的影响

为更好地评价平面全息光栅曝光系统的性能,了解干涉条纹相位变化对光栅制作的影响,基于曝光量表达式,结合光栅掩模槽形二元模型,采用理论分析和数值计算的方法,分析了条纹相位变化对曝光对比度、光栅掩模槽形和曝光量相位的影响。各种形式的干涉条纹低频漂移均会降低曝光对比度,导致掩模槽形的可控性下降,其影响具有一致性;为保证曝光对比度达到0.95,低频漂移均方根值应控制在0.05个条纹周期以内;小幅值高频振动对光栅曝光的影响可以忽略;低频漂移造成的曝光量相位误差不影响光栅的衍射特性。结果表明,为获取合格的光栅掩模,应控制光刻胶非线性和曝光量的匹配关系,并将干涉条纹低频漂移均方根值控制在1/20条纹周期以内。可将其作为评价全息光栅曝光系统稳定性的重要指标。     

光致聚合物全息光栅曝光特性的研究

为了研究采用由曙红做染料、丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺构成的光致聚合物制成的全息透射光栅的曝光特性,用实验的方法探索了光栅空间频率、曝光强度、曝光时间等因素对该透射光栅衍射效率的影响。实验表明,聚合物全息透射光栅空间频率,曝光强度,曝光时间都有一个互相关联的最佳范围,在这一范围内衍射效率能达到最大值。当聚合物光栅在空间频率为2751 line/mm附近,曝光强度在12mW~15mW之间,曝光量在770mJ/cm2左右时,衍射效率最大。最大衍射效率能达到75%左右,在全息光栅中衍射效率较高。