[發明專利]一種半反半透型偏振分束光柵

有效

• 申請號: 201710166379.7
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106918856B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 董亭亭;陳馳;熊濤;耿安兵;楊曉燕
• 申請（專利權）人: 華中光電技術研究所（中國船舶重工集團公司第七一七研究所）
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B27/28
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發明公開了一種半反半透型偏振分束光柵，該光柵的歸一化周期Λ/λ與入射角θ滿足如下關系，其中，θ為入射角，λ為波長，Λ為周期，n₁為基底材料折射率，n₂為空氣折射率；該光柵的TE波能量分配在反射零級衍射級次上，TM波能量分配在透射零級衍射級次上，入射波由光密介質入射到光疏介質，即n₁>n₂，且透射+1級衍射處于倏逝臨界位置，即θ_t,+1=90°；與現有的復雜制作工藝相比，半反半透型偏振分束光柵可以一次刻蝕制成，具有更好的光柵層穩定性；并且該光柵使TE波與TM波分量分別位于不同衍射級次，實現了高消光比的偏振光分束與極高的光能利用率。

技術領域

本發明屬于光學元件技術領域，具體涉及一種半反半透型偏振分束光柵。

背景技術

一維亞波長光柵結構由于具有沿單一方向的周期溝槽或折射率更替，因此對于TE波與TM波具有不同的衍射效應，這種衍射能量的重新分布特性使它能夠成為一種偏振元件。

目前，亞波長光柵主要基于導模共振原理實現偏振光分束，這就需要構建波導層并使其等效折射率大于基底層與覆蓋層，通常通過制備折射率周期變換的介質層或獨立膜層來實現，其制作過程相對復雜，并且制作過程出現細微問題都將影響光柵層的穩定性及很難實現高消光比的偏振分束等問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種半反半透型偏振分束光柵，更好地實現了高消光比的偏振分束及極高的光能利用率，并且簡化復雜制作工藝，同時也提高了光柵層的穩定性

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種半反半透型偏振分束光柵，該光柵的歸一化周期Λ/λ與入射角θ滿足如下關系

，其中，θ為入射角，λ為波長，Λ為周期，n₁為基底材料折射率，n₂為空氣折射率；

該光柵的TE波能量分配在反射零級衍射級次上，TM波能量分配在透射零級衍射級次上，入射波由光密介質入射到光疏介質，即n₁>n₂，且透射+1級衍射處于倏逝臨界位置，即θ_t,+1=90°。

所述的一種半反半透型偏振分束光柵，其光柵以硅為基底材料，當中紅外波長λ為=3～5μm，入射角θ=22～26°范圍時，周期Λ為=1.97～2.14μm，占空比f=0.60～0.62，蝕刻深度h=2.2～2.4μm。

所述的一種半反半透型偏振分束光柵，當中紅外波長λ為=4μm，入射角θ=23.84°時，周期Λ為=2.121μm，占空比f=0.609，蝕刻深度h=2.217μm。