[發明專利]優化的電介質反射式衍射光柵

無效

• 申請號: 201080062353.4
• 申請日: 2010-12-13
• 公開（公告）號: CN102812388A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 尼古拉斯·博諾;讓-保爾·尚巴雷
• 申請（專利權）人: 巴黎綜合理工學院;國家科學研究中心
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及用于獲得反射式衍射光柵的方法。更具體地，本發明涉及可能獲得在特定條件下使用的優化的電介質衍射光柵的方法。

本發明還涉及通過該獲取方法獲得的光柵。

優選地，但不排除其他技術，本發明涉及這種優化的光柵的獲取以實施大功率激光束光譜色散。

背景技術

衍射光柵是具有周期性間隔溝槽的光學器件。它具有大量取決于入射波長、入射角以及其周期的衍射級。在色散級中(不同于級0)，反射角取決于波長。

衍射光柵用于許多光學系統中，尤其用于通過頻移放大激光脈沖。

2.1用于脈沖式激光的頻移放大的光柵的使用

脈沖式激光或者脈沖激光可能在非常短的時間周期內(接近幾皮秒(10^-12s)或者幾飛秒(10^-15s))獲得高瞬時功率。在這些激光中，超短激光脈沖在雷射介質(lasing?medium)中被放大之前由激光腔生成。由于在極短的時間周期內傳遞脈沖能量，所以最初產生甚至具有低能量的激光脈沖產生高瞬時功率。

為了可能提高脈沖激光的功率而沒有損壞雷射介質的瞬時功率，已經考慮在放大脈沖之前進行暫時擴展，然后對其進行重新壓縮。因此，用于激光介質中的瞬時功率可以相對于最終由脈沖激光發射的脈沖功率而降低。這種頻移放大方法(通常稱為啁啾脈沖放大的“CPA”)可能將脈沖的持續時間提高大約10³的系數，然后對其進行重新壓縮從而使得其返回初始持續時間。

在D.Strickland?and?G.Mourou的文章“Compression?of?amplified?chirped?optical?pulses”(Opt.Commun.56，219-221-1985)中描述的這種CPA方法使用脈沖的光譜分解，可能將具有不同長度的路徑強加于各種波長以將他們暫時移位。大多數情況通過色散光柵來進行擴展和重新壓縮脈沖，色散光柵具有對激光流的顯著的色散率以及良好阻抗。

2.2這些光柵必要的特征

用于實現這種方法的衍射光柵必須滿足幾種特殊要求。他們必須在色散級中具有很好的反射效率，即，他們必須在色散衍射級中與要放大的激光脈沖的光譜間隔相對應的光譜間隔上反射相當大的一部分入射光。

頻移放大還需要對激光流具有良好阻抗的衍射光柵，尤其在已經放大激光脈沖之后重新壓縮該激光脈沖。

2.3衍射光柵

如在M.D.Perry，R.D.Boyd，J.A.Britten，B.W.Shore，C.Shannon?and?L.Li的文章“High?efficiency?multilayer?dielectric?diffraction?gratings”(Opt.Lett.20，940-942-1995)中指出的衍射光柵具有比更有效的金屬光柵更好的激光流阻抗性能水平。衍射光柵由放置在襯底上的薄介電層的疊層組成并且反射高達約99％的入射光。周期性蝕刻上表面以獲得衍射光柵。

選擇這種疊層中每層的厚度以形成布拉格反射鏡，或者“四分之一波反射鏡”，其中具有高折射率n_H的層與具有低折射率n_L的層交替。高折射率n_H層的厚度t_H和低折射率n_L層的厚度t_L分別由下列關系式確定：

tH=λ4nHcosθH]]>

tL=λ4nLcosθL]]>