利用嚴格耦合波理論分析了用于520nm波長飛秒激光制備光纖光柵的相位掩模的衍射特性,當相位掩模是矩形槽形時,占寬比在0.32～0.43之間,槽形深度在0.57～0.67μm之間時,能夠保證零級衍射效率抑制在2%以內(nèi),同時±1級的衍射效率大于35%。在此基礎(chǔ)上,利用全息光刻-離子束刻蝕技術(shù),制作了用于520nm波長飛秒激光的周期為1 067nm、有效面積大于40mm×30mm的相位掩模。實際制作的相位掩模是梯形槽形,槽深是0.665μm,分析了梯形槽形中梯形角對衍射效率的影響。實驗測量表明,該相位掩模的零級衍射效率小于2%,±1級衍射效率大于40%,滿足飛秒激光制作光纖光柵的需要。 

【文章來源】：光學精密工程. 2020,28(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

相位掩模槽形

根據(jù)飛秒激光寫入光纖光柵相位掩模的要求，周期Λ=1 067nm，有效長度為40mm。利用嚴格耦合波理論[15-16]分析相位掩模的零級和正負一級衍射效率與槽形深度和占寬比之間的關(guān)系。在相位掩模槽形是矩形結(jié)構(gòu)（圖1），入射光是520nm的飛秒激光，熔石英基底的折射率為1.46，正入射，TE偏振的條件下，分析了不同深度d和不同占寬比（f=a/Λ）組合情況下的衍射效率，結(jié)果如圖2所示�？梢缘玫剑斦紝挶仍�0.32～0.43，槽形深度在0.57～0.67μm時，能保證零級衍射效率小于2%，同時±1級衍射效率大于35%；隨著占寬比變小，相應的槽深增大，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)零級衍射效率小于2%，±1級衍射效率大于35%。飛秒激光脈沖帶寬約為15nm，取槽深為0.62μm，分析了占寬比分別在0.32,0.43情況下零級和±1級衍射光的衍射效率與帶寬之間的關(guān)系，如圖3所示�？梢钥闯觯煌紝挶葘难苌湫蕦捵兓拿舾谐潭炔煌�，在相位掩模的槽深和占寬比同時使得光柵衍射效率滿足光纖光柵相位掩模要求的前提下，帶寬變化對其衍射效率的影響并不大。

飛秒激光脈沖帶寬約為15nm，取槽深為0.62μm，分析了占寬比分別在0.32,0.43情況下零級和±1級衍射光的衍射效率與帶寬之間的關(guān)系，如圖3所示。可以看出，不同占寬比對應的衍射效率對帶寬變化的敏感程度不同，在相位掩模的槽深和占寬比同時使得光柵衍射效率滿足光纖光柵相位掩模要求的前提下，帶寬變化對其衍射效率的影響并不大。3 相位掩模的制作

【參考文獻】：
期刊論文
[1]溫度解耦增敏式光纖光柵應變傳感器[J]. 張開宇,閆光,孟凡勇,祝連慶.  光學精密工程. 2018(06)
[2]飛秒激光制備光纖布拉格光柵高溫傳感器研究[J]. 廖常銳,何俊,王義平.  光學學報. 2018(03)
[3]應用800nm飛秒激光制備長周期光纖光柵[J]. 苗飛,張玲,馮德軍,隋青美,陳霄,賈磊,劉漢平,劉輝蘭.  光學精密工程. 2012(04)
[4]線性啁啾相位掩模的研制[J]. 劉全,吳建宏,楊衛(wèi)鵬,方玲玲.  中國激光. 2009(03)
[5]光纖光柵的應用研究[J]. 武林,潘文娜,殷宗敏,宋寧.  光纖與電纜及其應用技術(shù). 2005(01)
[6]光柵的標量衍射理論與耦合波理論的分析比較[J]. 劉全,吳建宏.  激光雜志. 2004(02)
[7]光纖光柵的制作方法[J]. 賈宏志,李育林,忽滿利.  激光技術(shù). 2001(01)
[8]248 nm KrF準分子激光零級抑制石英相位掩模器的研制[J]. 陳根祥,程美喬,葛璜,簡水生,王圩.  中國激光. 1997(07)



本文編號：3217128