1 合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
2 合肥工业大学特种显示技术国家工程实验室, 现代显示技术省部共建国家重点实验室, 光电技术研究院, 安徽 合肥 230009
3 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽 合肥 230009
高性能体全息光栅是全息波导的重要耦合元件,角带宽小、平均衍射效率不高是制约体全息光栅性能的重要因素。以不对称倾斜记录为出发点,设计并制备了大角带宽高衍射效率的体全息光栅。首先讨论在横电模式光和横磁模式光下体全息光栅的记录参数与其衍射效率的关系,找到平均衍射效率较高的记录参数范围,随后进一步分析在此范围内的记录参数与体全息光栅的角带宽的关系,从而确定获得大角带宽高衍射效率体全息光栅的最佳记录参数。实验结果表明:在参考光入射角度为25°、信号光入射角度为30°时,制备的体全息光栅的角带宽达到±14°,衍射效率为82%。
衍射 体全息光栅 衍射效率 角带宽 记录角度
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，合肥 230009
2 合肥工业大学 特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室 光电技术研究院，合肥 230009
3 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院，合肥 230009
针对浮雕光栅实际加工的光栅形貌与理论设计形貌存在差异的情况，提出从傅里叶级数的角度去分析光栅结构，探讨光栅傅里叶级数展开式中各空间频率分量对其结构和衍射效率的影响，试图在保证高衍射效率的同时，降低光栅的制备难度。对常见的周期性浮雕光栅进行傅里叶级数展开，减少高频分量，代入仿真软件建模并计算其衍射效率。仿真结果表明：对于矩形光栅，光栅陡直度为46.3°时即可满足最高衍射效率要求；而对于直角三角光栅，光栅陡直度为80.4°并且光刻分辨率不低于300 nm时才可满足最高衍射效率。针对不同结构的浮雕光栅，在满足最高衍射效率时保留的高频含量是不同的，文中提出的分析方法能帮助设计者根据具体的光栅结构，提出加工精度要求，制定具体加工方案，降低加工制备难度。
光栅 衍射效率 傅里叶级数 高频分量 陡直度 grating diffraction efficiency Fourier series high frequency component steepness 
