反射型階梯光柵的衍射特性研究.pdf

1、隨著光通訊和密集波分復(fù)用技術(shù)的迅猛發(fā)展，日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)可靠、靈活的網(wǎng)絡(luò)管理方式要求越來越高，光交叉互連（OXC）技術(shù)就是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，光開關(guān)則是OXC中的關(guān)鍵器件，尤其是無需光電、電光轉(zhuǎn)換的全光交叉互連器件，其技術(shù)水平直接決定著光通訊網(wǎng)絡(luò)的性能。使低損耗、低成本、可靠性高、便于批量生產(chǎn)的光開關(guān)，特別是適用于波長分割多路轉(zhuǎn)換的光開關(guān)成為迫切的需要。論文結(jié)合光開關(guān)研究目前國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和實(shí)際，在教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)

2、科研基金“光柵陣列－反射式微型光開關(guān)原理研究”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：20060611031）的資助下，重點(diǎn)對(duì)光柵陣列反射式微型光開關(guān)的關(guān)鍵部件，反射型階梯光柵的衍射特性進(jìn)行了較為深入的研究。
　　 論文主要完成了以下幾方面的工作：
　　 ①對(duì)光柵及二元光學(xué)元件的發(fā)展歷史和國內(nèi)外主流技術(shù)進(jìn)行了綜述；
　　 ②針對(duì)反射型階梯光柵，基于標(biāo)量衍射理論，采用幾何方法計(jì)算出斜入射情況下光束在臺(tái)階邊緣的光程差的分布情況，根據(jù)多縫夫瑯

3、和費(fèi)衍射推導(dǎo)出反射型階梯光柵的衍射光強(qiáng)表達(dá)式。并在此基礎(chǔ)上，討論研究了反射型階梯光柵的臺(tái)階數(shù)取2和趨向于無窮兩種極限情況下反射型階梯光柵光強(qiáng)公式的變化情況。
　　 ③基于反射型階梯光柵的光強(qiáng)公式，得到一個(gè)入射光垂直入射時(shí)的衍射效率公式模型。在該公式模型的基礎(chǔ)上詳細(xì)討論了階梯光柵的臺(tái)階數(shù)和光柵蝕刻深度與入射光波長比值對(duì)最大衍射效率以及閃耀級(jí)次的影響；衍射效率公式是關(guān)于的周期函數(shù)，通過對(duì)在一個(gè)周期內(nèi)的前半周期、后半周期以及周期外三種

4、情況變化時(shí)，對(duì)衍射效率最大值所對(duì)應(yīng)的衍射級(jí)次的分析，得出了該公式模型下的閃耀條件。通過一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，證實(shí)了該公式模型所得到的閃耀條件結(jié)論完全適用于入射光垂直入射下的反射型階梯光柵。證實(shí)了是影響反射型階梯光柵最大衍射效率分布的關(guān)鍵因子。
　　 ④在入射光斜入射的條件下，當(dāng)入射角在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，反射型階梯光柵的衍射效率最大值會(huì)分布在某一衍射級(jí)，這一衍射級(jí)的確定仍與有關(guān)。并且隨著入射角的增大，最大衍射效率會(huì)從一個(gè)衍射級(jí)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)