利用超快激光刻写技术制造的体相位光栅性能
天体物理仪器与方法
2013-09-09 v1 光学
摘要
超快激光刻写 (ULI) 是一项迅速成熟的技术，它利用聚焦的超短激光脉冲在三维 (3D) 空间内局部改变介电材料的折射率。近年来，ULI 已被应用于天体光子器件的制造，如集成光束合成器、3D 集成波导扇出装置以及多模到单模转换器（光子灯笼）。在此，我们概述了将 ULI 应用于熔融石英和镧硫化镓 (GLS) 玻璃中体相位光栅 (VPGs) 制造的工作。我们制造的光栅空间频率为 333 线/毫米。研究发现，最优的熔融石英光栅在 633 nm 波长处的一级衍射效率为 40%，但其积分散射光约为 40%。最优的 GLS 光栅在 633 nm 波长处的一级衍射效率为 71%，且积分散射光小于 5%。对于未来的天文应用而言，重要的是这两种光栅均能承受冷却至 20 K 的环境。本文总结了光栅设计和 ULI 制造工艺，并提供了 VPGs 的衍射效率性能和闪耀曲线细节。与传统制造技术相比，ULI 可用于在几乎任何介电材料中制造 VPGs，包括此处使用的 GLS 玻璃等中红外传输材料。此外，ULI potentially 提供了制造复杂沟槽图案或闪耀光栅的自由度。基于这些原因，我们认为 ULI 为开发用于未来天文相关应用的新型 VPGs 开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1207.2661,
title = {Performance of volume phase gratings manufactured using ultrafast laser inscription},
author = {David Lee and Robert R. Thomson and Colin R. Cunningham},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.2661},
year = {2013}
}
备注
9 pages, 6 figures, submitted to proceedings of SPIE conference no. 8450, "Modern Technologies in Space and Ground-based Telescopes and Instrumentation II"