體相全息衍射-激光器

上海昊量光電設(shè)備有限公司推出一系列波長范圍為532~2000nm線密度在150~1800l/mm之間的體相全息衍射（VPH）光柵，全息光柵即利用全息照相技術(shù)制作的光柵，相比傳統(tǒng)刻劃光柵其具有無鬼線、低雜散光、無像差，可制作任意尺寸的優(yōu)點。光柵介質(zhì)兩側(cè)被雙層玻璃（無反射膜）覆蓋，因此其為透射光柵，所用介質(zhì)為具有理想性能的全息記錄材料—重鉻酸鹽明膠（DCG），該介質(zhì)偏振不敏感、高效率、寬帶寬的特點成就了光柵具有同樣的優(yōu)異性能。衍射介質(zhì)在體積內(nèi)的設(shè)計則使其具有長壽命、易清洗、易操作，耐劃傷的特點，AR鍍膜則使其具有更低的能量損耗。

衍射效率曲線：如下圖所示，我們透射式、全息的VPH光柵衍射效率，200~300nm寬度內(nèi)>80%的衍射效率，布拉格條件下單一波長效率達(dá)到99%，這要比通常的反射式表面刻畫光柵多出40%。而且能夠看出衍射效率隨波長平穩(wěn)的變化。在0~100oC循環(huán)變化環(huán)境下測試顯示，我們光柵的衍射效率具有溫度穩(wěn)定性（<>

高：VPH光柵能夠輕易做到傳統(tǒng)光柵做不到的線密度，同時具有無鬼線、低散射的特點，因此其帶來了較大的色散能力。

偏振不敏感：傳統(tǒng)光柵對p分量和s分量具有很高的敏感性（衍射效率的不同），光柵線密度的增加將使其變的更明顯，我們設(shè)計的光柵則避免了這一缺陷。

緊湊、靈活光學(xué)設(shè)計：透射光柵可以使光學(xué)設(shè)計更緊湊，可設(shè)計工作在利特羅結(jié)構(gòu)。依據(jù)我們VPH光柵設(shè)計的系統(tǒng)可能比傳統(tǒng)反射光柵設(shè)計的更小、更輕、更便宜，而且更容易準(zhǔn)直。

無鬼線、低散射：VPH光柵可以設(shè)計為消除鬼線，同時提供小于刻劃光柵10倍的散射，同時這些減少的損失轉(zhuǎn)化為一階衍射效率。

易清洗：無論有無AR鍍膜你都可以像清洗生活中玻璃上的指紋、灰塵等其他污染物一樣，只需用清潔布蘸取少量丙酮或酒精輕輕擦拭即可。

長壽命：妥善保管的照片可保留數(shù)十年，而光柵所用明膠記錄介質(zhì)與在攝影行業(yè)上有100年歷史的明膠類似，其具有較長的壽命，同時明膠基底的穩(wěn)定性使其壽命得到進(jìn)一步提高。

方向穩(wěn)定：方向穩(wěn)定性隨時間和溫度的變換取決于所使用的襯底。我們利用了低熱膨脹系數(shù)（如熔融石英）能夠獲得接近零的方向漂移。

二極管和染料激光器可以進(jìn)行光譜調(diào)諧，并以單一模式進(jìn)行操作。光束從腔體出來為發(fā)散的，需經(jīng)過一準(zhǔn)直器然后通過一光柵。在利特羅和利特曼結(jié)構(gòu)中，光柵通常被放置其中使確定波長的光返回再次通過透鏡聚焦在半導(dǎo)體腔體中。以下為我們光柵或光柵對在光柵增強外腔式半導(dǎo)體激光器中應(yīng)用的例子。

例一：如圖一所示，該系統(tǒng)中使用了一光柵放置在圖示位置使得一部分光沿原路徑反返回，這是一個低效光柵其只使得20%的入射光返回腔體，剩下的光將透過光柵。根據(jù)光柵的傾斜度，可以對激光腔進(jìn)行調(diào)整。這樣的設(shè)計提供了色散。該系統(tǒng)中激光器輸出線寬取決于光柵與半導(dǎo)體腔的距離。

例二：如圖二所示，在這個系統(tǒng)中使用了一個光柵放置在兩個直角棱鏡中形成“光柵立方"，由于光柵處于介質(zhì)中因此其具有更大的色散。光柵為高效光柵（97%+），在“光柵立方"的輸出窗口上，光通過部分反射面將光返回到激光腔，返回過程再次通過光柵引起色散。返回腔體光線數(shù)量取決于部分反射面的反射率，剩下的光柵將透過部分反射面。根據(jù)光柵立方體的傾斜度，可以對激光腔進(jìn)行調(diào)整。這種設(shè)計能傳遞色散，并且可以接近激光腔。

例三：如圖三所示，這個例子，和例三類似，使用兩個直角棱鏡之間的光柵。其輸出界面更大，光路是直線通過的。

例四：如圖四所示，一個空間可以放置在棱鏡的輸出上作為激光帶通濾波器來消除任何雜散光，這些立方體的輸出窗口上也可以用增透膜代替局部反射涂膜，同時也可以僅作為激光帶通濾波器使用。