對基于一次性寫入型光盤的反射式相位光柵的微觀結(jié)構(gòu)和背向衍射特性進行研究。利用簡單地剝離普通光盤的方法,獲得了光柵常數(shù)分別為1 524,751,335 nm的自制聚碳酸酯相位光柵。分別對這3種自制光柵的背向衍射特性進行比較分析,發(fā)現(xiàn)CD-R和DVD-R光柵的衍射光譜在可見光區(qū)域,而BD-R相位光柵的衍射光譜在近紫外區(qū)域;CD-R相位光柵存在疊級現(xiàn)象,并且衍射級次越大,角分辨率越大;這3種光柵的衍射光譜的各個衍射峰與偏向角呈現(xiàn)近似線性關(guān)系,并且隨著光柵常數(shù)的減小,同級衍射光譜角分辨率增大,最大角分辨率為0.333（°）/nm。另外,當(dāng)入射光波長大于光柵常數(shù)波長時,DVD-R和BD-R相位光柵相當(dāng)于亞波長光柵,僅存在0級衍射波。 

【文章來源】：常州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,32(05)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

3種光盤PC層的SEM圖

可利用簡化的標(biāo)量衍射理論分析光盤相位光柵的分光現(xiàn)象[11-12]。設(shè)一束平行寬帶復(fù)色光照射在反射矩形位相光柵后,復(fù)合光將按波長分開(如圖3所示),其遵循光柵方程d(sini±sinθ)=kλ (k=0,±1,±2…) (1)

首先對3種光盤相位光柵的背向衍射光譜進行研究。為了便于觀察和分析,根據(jù)衍射級次進行分類分析(如圖2所示)。當(dāng)入射角為0°時,在近紫外-可見-近紅外(200～1 000 nm)檢測波段范圍內(nèi),3種光盤相位光柵在特定輻射方向上出現(xiàn)了衍射分光現(xiàn)象,但3者之間存在明顯差別。如圖2(a)、圖2(d)和圖2(f)所示,CD-R,DVD-R和BD-R相位光柵分別在偏向角(θ)為0～15°,0～30°和0～41°角度檢測范圍內(nèi),未出現(xiàn)色散現(xiàn)象,并且隨著角度的增加,復(fù)色光迅速變?nèi)�。隨著角度的增大,CD-R,DVD-R和BD-R相位光柵分別在θ=16°～88°,31°～90°和42°～73°出現(xiàn)了分光現(xiàn)象(圖2(b)、圖2(c)、圖2(e)和圖2(g))。在該測量系統(tǒng)中,CD-R相位光柵可觀測到多級衍射(圖2(b)和圖2(c)),而DVD-R和BD-R相位光柵僅可觀測到1級衍射(圖2(e)和圖2(g))。對于CD-R相位光柵,1和2級衍射光譜的θ范圍分別為16°～41°(416～972 nm(檢測上限受儀器檢測范圍限制))和31°～82°(385～734 nm),并且1級衍射光譜衍射效率明顯高于2級衍射光譜。另外,衍射光譜存在疊級現(xiàn)象,譜線交疊發(fā)生在θ=31°～41°,相應(yīng)的自由光譜范圍分別為416～741 nm(θ=16°～30°)和498～734 nm(θ=42°～82°),可見2個自由光譜范圍基本覆蓋可見區(qū)。對于DVD-R和BD-R相位光柵(圖2(e)和圖2(g)),1級衍射光譜的θ范圍分別為31°～90°(378～738 nm)和42°～73°(213～303 nm)�？梢婋S著光柵常數(shù)的減小,光譜覆蓋范圍減小。從光柵分光范圍分析來看, CD-R,DVD-R的PC層適于可見光范圍分光,而BD-R適于近紫外范圍分光。另外,值得注意的是,當(dāng)光柵常數(shù)波長小于入射光波長時,DVD-R和BD-R相位光柵僅存在0級衍射波,該現(xiàn)象可歸因于亞波長微納結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一層等效介質(zhì),無法發(fā)生干涉[2]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]大面積銀微納光柵的制備及其表面等離子體共振傳感特性研究[J]. 陳志偉,郎咸忠,唐斌,朱熠奇,吳欽,蔣美萍.  電鍍與涂飾. 2019(07)
[2]位相光柵色散特性的矢量衍射理論分析[J]. 巴音賀希格,齊向東,唐玉國.  物理學(xué)報. 2003(05)



本文編號：3264754