用于飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模研制

发布时间：2021-06-07 19:02

　　利用严格耦合波理论分析了用于520nm波长飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模的衍射特性,当相位掩模是矩形槽形时,占宽比在0.32～0.43之间,槽形深度在0.57～0.67μm之间时,能够保证零级衍射效率抑制在2%以内,同时±1级的衍射效率大于35%。在此基础上,利用全息光刻-离子束刻蚀技术,制作了用于520nm波长飞秒激光的周期为1 067nm、有效面积大于40mm×30mm的相位掩模。实际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对衍射效率的影响。实验测量表明,该相位掩模的零级衍射效率小于2%,±1级衍射效率大于40%,满足飞秒激光制作光纤光栅的需要。 

【文章来源】：光学精密工程. 2020,28(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

相位掩模槽形

根据飞秒激光写入光纤光栅相位掩模的要求，周期Λ=1 067nm，有效长度为40mm。利用严格耦合波理论[15-16]分析相位掩模的零级和正负一级衍射效率与槽形深度和占宽比之间的关系。在相位掩模槽形是矩形结构（图1），入射光是520nm的飞秒激光，熔石英基底的折射率为1.46，正入射，TE偏振的条件下，分析了不同深度d和不同占宽比（f=a/Λ）组合情况下的衍射效率，结果如图2所示。可以得到，当占宽比在0.32～0.43，槽形深度在0.57～0.67μm时，能保证零级衍射效率小于2%，同时±1级衍射效率大于35%；随着占宽比变小，相应的槽深增大，同样能够实现零级衍射效率小于2%，±1级衍射效率大于35%。飞秒激光脉冲带宽约为15nm，取槽深为0.62μm，分析了占宽比分别在0.32,0.43情况下零级和±1级衍射光的衍射效率与带宽之间的关系，如图3所示。可以看出，不同占宽比对应的衍射效率对带宽变化的敏感程度不同，在相位掩模的槽深和占宽比同时使得光栅衍射效率满足光纤光栅相位掩模要求的前提下，带宽变化对其衍射效率的影响并不大。

飞秒激光脉冲带宽约为15nm，取槽深为0.62μm，分析了占宽比分别在0.32,0.43情况下零级和±1级衍射光的衍射效率与带宽之间的关系，如图3所示。可以看出，不同占宽比对应的衍射效率对带宽变化的敏感程度不同，在相位掩模的槽深和占宽比同时使得光栅衍射效率满足光纤光栅相位掩模要求的前提下，带宽变化对其衍射效率的影响并不大。3 相位掩模的制作

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3217128