高衍射效率的体积相位全息光栅优化设计

本文用严格的光栅理论研究了体积相位全息光栅的相位调制度中各参数的偏差对体积相位全息光栅衍射效率的影响,并依据物理意义提出了体积相位全息光栅的误差模型———GDAUA模型。为此,本文提出了在实验中用优化算法来处理GDAUA模型中的各种偏差对光栅衍射效率的影响,指导制作高衍射效率体积相位全息光栅,从而实现体积相位全息光栅的优化设计。

用光栅的正负一级能量之比测体积相位全息光栅参量

提出利用光栅衍射级次正负一级的能量之比(w+1/w-1),结合模拟退火优化算法来反演出光栅参量的一种方法.用正负一级的能量之比来弱化实际光栅表面存在的粗糙、周期畸变、介质折射率分布不均匀等误差,保证光栅参量的准确反演.在反演体积相位全息光栅参量的实验中,反演出的光栅参量与真值的误差不超过1%.证明了该法的正确性和可行性.同时此方法具有非破坏性,测量简单,操作方便,稳定性好等特点.

表面起伏对体积相位全息光栅衍射效率的影响

从理论上分析了重铬酸盐明胶经过全息曝光制作而成的体积相位全息光栅产生表面起伏时光栅介质层介电常数的变化,严格分析了体积相位全息光栅有表面起伏时所形成的既有折射率调制,又有浮雕调制的复合型光栅的衍射特性,并编制程序进行了计算。为了证明程序的正确性,还用所编制的程序计算了一种已知衍射效率光栅的衍射效率,并得到了满意的结果。进而分析了表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度对体积相位全息光栅衍射效率的影响,并且对它们所产生的影响进行了比较,得出了在获得较大+1级透射率的情况下,表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度的误差容限,这对体积相位全息光栅的制作有一定的指导意义。

线偏振高斯光束通过复合型衍射光栅的传输特性

提出一种集合浮雕和折射率周期分布调制的复合型衍射光栅,并利用角谱表示和严格的模式理论研究了线偏振高斯光束通过这种复合型衍射光栅的传输特性.数值计算结果表明,在光栅的同一透射深度处复合型衍射光栅光强的起伏频率要比浮雕型光栅光强的起伏频率小.最后使用复合型衍射光栅模型,研究了亚波长体积相位全息光栅的表面起伏和入射光束的束腰宽度对衍射效率的影响.