寬光譜高衍射效率金屬-介質(zhì)膜光柵衍射特性研究.pdf

1、超短高峰值激光脈沖的產(chǎn)生過程中啁啾脈沖放大(ChirpedPulseAmplificationCPA)系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的作用,而脈沖壓縮光柵為CPA系統(tǒng)的核心原件,因此設(shè)計并制作高性能的脈沖壓縮光柵成為重要的研究課題,金屬介質(zhì)膜光柵結(jié)合了介質(zhì)的高衍射效率特性和金屬的寬光譜特性,逐漸成為寬光譜金屬介質(zhì)膜光柵優(yōu)化設(shè)計和制各的重要研究方向。
　　 本文主要開展以下研究工作:(1)以嚴格耦合波方法為理論基礎(chǔ),建立了金屬介質(zhì)膜光柵的理論分析

2、模型。以光柵衍射效率優(yōu)于97%和工作帶寬作為評價函數(shù),通過對光柵的參數(shù)(周期、槽深、剩余厚度、占空比、入射角)進行優(yōu)化,構(gòu)建寬光譜高衍射效率金屬介質(zhì)膜光柵的優(yōu)化設(shè)計方法;(2)為了提高金屬介質(zhì)膜光柵膜層的穩(wěn)定性,減少工藝誤差,采用兩層非規(guī)整介質(zhì)膜層(膜層光學(xué)厚度為非四分之一波長)的結(jié)構(gòu)設(shè)計高反射膜,該膜系確保了光柵的衍射性能不受物理損傷的影響;(3)對所設(shè)計的寬光譜金屬介質(zhì)膜光柵槽深、占空比、剩余厚度、入射角等參數(shù)進行了工藝容差分析,以

3、對光柵制備工藝給予理論指導(dǎo)。
　　 本研究針對啁啾脈沖放大系統(tǒng)中常用的800納米和1053納米兩個波長,基于上述優(yōu)化設(shè)計方法,重點開展了寬光譜高衍射效率金屬介質(zhì)膜光柵的優(yōu)化設(shè)計研究,獲得了以下研究結(jié)果:(1)以1053nm為中心波長,采用Ag(LH)2結(jié)構(gòu)和非規(guī)整結(jié)構(gòu)的光柵衍射效率優(yōu)于97%的帶寬均可達到160nm,使用Ag(LHT)2結(jié)構(gòu)的帶寬可以達到200nm。(2)以800nm為中心波長,采用Ag(L1.5H)2結(jié)構(gòu)和非規(guī)