闪耀角可调微型可编程光栅的优化设计与仿真模拟

基于体硅微加工技术,设计了一种闪耀角可调的微型可编程光栅,对该光栅进行优化设计,并理论计算不同闪耀角、入射角条件下相对光强分布,采用COMSOL有限元仿真软件模拟不同入射参量下远场相对光强分布.结果表明：设计的可编程光栅有效反射面积占光栅总面积的83.63%,比表面微加工技术设计的光栅提高8%以上,最大工作闪耀角为6.84°;当532nm波长垂直入射时,0-10°闪耀角调制范围内最大衍射效率为96.67%.

光栅单色器教学中“闪耀波长”与“闪耀角”关系的讨论

本文推导了定向闪耀光栅的闪耀波长和闪耀角的一般关系式为2dsinβcos(α-β)=mλ_β,纠正和澄清了“仪器分析”现行教材及一些主要参考书对这一问题的不确切概念和论述.

微型可编程光栅最大闪耀角的理论分析与实验

在微机电系统技术的基础上,采用两层多晶硅表面微加工工艺,设计并加工制作了一种闪耀角可调式的微型可编程光栅。介绍了微型可编程光栅的基本工作原理及结构设计特点,针对其最主要的一个光学参量——最大闪耀角,根据设计的光栅结构尺寸进行了理论计算,并利用ANSYS有限元仿真结合Matlab软件的数据处理功能进行了数值模拟。设计并搭建了一个简单易操作的光学实验系统,对最大闪耀角进行了实际测量。结果表明,理论计算、数值模拟以及实际测量的最大闪耀角非常吻合,制作的微型可编程光栅的最大闪耀角超过5°。

闪耀光栅的傅里叶分析

用傅里叶光学来解决周期性结构的衍射问题既准确方便又容易理解。从研究透射闪耀光栅的透射函数及反射闪耀光栅的反射函数出发 ,利用傅里叶光学原理 ,从理论上分析了闪耀光栅衍射图样的复振幅和光强分布与闪耀角及波长的关系 ,并利用计算机进行了模拟计算。计算的效率曲线与实际刻划的闪耀光栅效率曲线吻合的很好。

闪耀透射光栅衍射规律的分析和验证

基于标量理论研究了不同槽形角,不同刻线密度的透射式闪耀光栅对使用波段的影响,推导了闪耀透射光栅的衍射光能量分布规律。分析证明了透射闪耀光栅在衍射能量最强方向上衍射光的衍射角与入射光的入射角之间的关系满足Snell定律。给出了入射角、衍射角与槽形角之间的关系式,研究了不同刻线密度和槽形角条件下衍射光能量分布的规律。对闪耀透射光栅进行了测量和比较,结果表明:已有闪耀透射光栅测量的结果与理论计算数据相吻合。制备了聚二甲基硅氧烷(PDMS)可调谐闪耀透射光栅,应用研究的理论公式测量了该闪耀透射光栅在拉伸与自由状态下的闪耀波长和光栅刻线密度,结果显示其波长测量误差在5nm以内。拟合了光栅的等效槽形,验证了实时监测PDMS光栅槽形和刻线密度随拉力大小变化的规律。

闪耀光栅衍射图样分析

通过对闪耀光栅衍射图样的二维展示,强调了单槽衍射"零级"的意义。首次用三维图演示了特定条件下闪耀光栅仅有一序光谱呈现,入射光波长取闪耀波长时谱线强度有最大值存在,离开闪耀波长时强度逐渐下降;随着入射光波长范围的扩大甚至会出现多序光谱的重叠。

对透射闪耀光栅的傅里叶分析

一般的透射光栅光谱的缺点是,没有色散的零级主极大占去了入射能量中的很大一部分,剩下的能量又要分配到正负各级主极大上,造成用来分析的有色散的那些谱线中只分配到很小的能量。在实际的应用中,要设法把能量集中分配到所要利用的那级光谱中,闪耀光栅就是为此目的设计的。研究从不同方向入射透射闪耀光栅的透射函数,利用傅里叶光学,从理论上分析透射闪耀光栅衍射图样的复振幅和光强分布与闪耀角及波长的关系。

全息离子束摆动刻蚀凸面闪耀光栅制备技术

高衍射效率的凸面闪耀光栅是高光谱分辨率成像光谱仪的核心分光元件,其制作方法包括机械刻划法、电子束直写法、X射线光刻法、全息离子束刻蚀法等,其中全息离子束刻蚀法因为具备良好的各向异性,不受尺寸与曲面形状限制,杂散光低,完全没有鬼线,制造时间短等优点成为现今光栅制造领域常用方法之一。传统全息离子束刻蚀凸面光栅时基底的弯曲会导致槽形闪耀角的不一致性,并且在制作小闪耀角凸面光栅时基底表面会有部分区域无法被刻蚀和槽形曲面不连续的现象,而摆动刻蚀凸面闪耀光栅可以克服上述缺点。对全息离子束刻蚀方法制作凸面闪耀光栅多方面进行了综述。

反应离子束刻蚀石英同质掩模制作小阶梯光栅

离子束刻蚀作为真空技术的一种重要应用,已广泛运用于现代微电子器件和微光学器件的制作工艺中。本文结合反应离子束刻蚀与全息光刻技术,针对线密度较低的小阶梯光栅,倾斜刻蚀石英同质掩模,制作了三种在紫外光和可见光波段透射闪耀的小阶梯光栅。第一种光栅线密度为360lp/mm,闪耀角16.8°,在325nm波长的透射衍射效率为74%;第二种和第三种光栅线密度均为400lp/mm,闪耀角为34.7°和43°,其在632.8nm波长的透射衍射效率分别为63%和57%。结果表明,使用CHF_3作为刻蚀气体的反应离子束刻蚀石英同质掩模,所制作的小阶梯光栅在其工作波段透射闪耀的衍射效率为理论值的75%以上,为全息离子束制作低线密度大闪耀角的光栅提供参考。

线聚焦激光辐照铝靶产生的XUV谱线

利用高功率激光器(LF11~#装置)采用线聚焦辐照厚Al靶和薄膜Al靶,用掠入射光栅谱仪测得33～270A的165条XUV谱线,对其中111条谱线作了辨认,发现Al^(10+)离子的10条新谱线。

微波实验仪(续)

七、微波的折射 当微波折射时,其性质与光波相同。 木块的折射 用微波以一个角度照射一块完全干燥的木块(100×100×200mm)并且用二极管寻找接收能量的最大值(图24)。微波波束入射和折射的方向在木块上标出,于是表示了入射和折射的角度。

日本东北大学衍射光栅刻划工艺现状

本文介绍了作者在1988年～1989年间作为访问学者,到日本东北大学科学计测研究听软X射线光学应用计测研究室光学素子研究组进行访问学习。在波冈武教授、高岛幸史助教授的指导下所从事的有关衍射光栅刻划工艺方面的工作。