复合型透射式脉冲压缩光栅的设计与制作-CREOL

光栅制备流程范文光栅制备是利用光电子束雕刻技术在透明的物质上制造出具有一定周期结构的光栅，其结构反射或透射入射光时可以使其光束发生衍射或干涉现象。

光栅制备流程主要包括设计制作光栅图案、光刻和腐蚀制备光栅。

光栅的制备首先需要设计光栅的图案，在计算机辅助设计软件中进行设计，根据所需要的衍射效果和光栅的工作波长确定光栅的周期和结构参数。

图案设计完成后，将其转化为光栅膜片的图形信息。

接下来进行光刻，光刻是利用光刻胶的化学反应来转移图案形状的一种制备方法。

首先将制备光栅的基片涂上一层光刻胶，光刻胶是一种光敏性高分子材料，可以在光照或电子束照射下发生化学反应。

然后将光刻胶涂层进行预烘烤，去除溶剂，使其变得干燥。

接着，将膜片与光刻机配套，将设计好的光栅图案传输到光刻机中。

光刻机使用紫外线或电子束照射到光刻胶表面，通过掩膜选择性透光与否，使得光刻胶在光照或电子束照射下发生化学反应。

经过曝光的光刻胶的部分发生溶解或聚合反应，形成光刻胶图案。

然后进行显影，将经过光刻的基片放入显影溶液中，显影溶液溶解或清除未曝光的光刻胶图案，即形成光栅图案。

显影时间和显影溶液的浓度会对显影效果有一定的影响，需要进行合理的选择和控制。

显影完成后，需要进行后续的退火和保护处理。

退火是将制备好的光栅经过一定温度和时间的热处理，使其分子重新组合，提高光栅的稳定性和耐久性。

保护层可以使用聚合物或金属材料进行涂布，形成覆盖在光栅表面的保护层，保护光栅图案不受外界环境的影响。

最后，进行腐蚀制备光栅。

将经过显影和保护处理的光栅基片放入腐蚀液中，腐蚀液中的化学物质会与光栅基片发生反应，使光刻胶未被保护的部分被腐蚀掉，露出基片表面。

根据需要的光栅结构和周期，可以选择合适的腐蚀液和腐蚀时间来制备出满足要求的光栅。

光栅制备流程一般包括设计光栅图案、光刻、显影、退火和保护处理以及腐蚀制备光栅等步骤。

每个步骤都需要严格控制条件和操作方法，以确保制备出高质量的光栅结构。

光栅的制作及衍射特性一、实验目的1.掌握光栅制作的方法及原理；2.了解光栅衍射的特点。

二、实验仪器全息台，He-Ne激光器，定时器，50％分束镜，平面镜，全息干板，像屏，底板夹，透镜，显定影用具。

三、实验原理1.光的干涉原理当两束相干的平面波以一定的角度相遇时，在它们相遇的区域内便会产生干涉，其干涉图样在某一平面内是一系列平行等距的干涉条纹，其强度分布则是按余弦规律变化，即干涉图样的强度分布为 (1)其中，，，是两列平面波的振幅，是对应空间相位函数。

当两束相干光的相位差是波长的整数倍时，即，（1）式便描述了两束相干光干涉所形成的峰值强度面的轨迹，如图 1.如能用记录介质将此干涉条纹记录下来并经过适当处理，则就获得了一块全息光栅。

2.全息光栅基本参数的控制（1）全息光栅空间频率（周期）的控制如图2，波长为的Ⅰ、Ⅱ两束相干光与P平面法线的夹角分别为，它们之间的夹角为。

这两束相干的平行光相干叠加时所产生的干涉图样是平行等距的，明暗相间的直条纹，条纹的间距d可由下式决定：……………………………………（2） 当两束光对称入射时，即，则 (3)当很小时，上式可改为 (4)若所制光栅的空间频率较低，两束光之间的夹角不大，就可根据（4）式估算光栅的空间频率。

具体的做法是：把透镜放在Ⅰ、Ⅱ两光束的重合区，则两光束在透镜的后焦面上会聚成两个亮点，若两个亮点的距离为,透镜的焦距为，则有： (5)将（5）式代入（4）式得： (6)即光栅的空间频率为 (7)如图2，将白屏P 放在透镜L 的后焦面上，根据亮点的距离估算光栅的空间频率。

…………………………………………………………………（8） （2） 全息光栅的槽型控制θ1θ2θⅠⅡPθⅠⅡL f图2 估测光栅空间频率的光路示意图X 0P由于全息光栅是通过记录相干光场的干涉图样而制成的。

因此，其光栅的周期结构与两个因素有关：干涉图样的本身周期结构；记录干涉图样的条件。

干涉条纹是余弦条纹，那么，通过曝光所制的的光栅是否也具有余弦型的周期结构呢？不一定，只有当记录过程是线性记录时，即曝光底片变黑的程度与干涉图样的强度成正比时，所制得的全息光栅才具有与干涉场相似的周期结构。

班级代号 学号 密级 10320 公开本科毕业论文 （物理与电子工程学院）题（中、英文）目 光栅对脉宽压缩系统优化与设计 The Design and Improvement on the Laser Pulse Width Compression with Blazing Double-Grating 作者姓名 指导教师姓名 学科门类 工学 提交论文日期 二零一五年五月专 业 名 称 光信息科学与技术光栅对脉宽压缩系统优化与设计摘要：超短激光具有时间宽度短、光谱含量丰富、光脉冲峰值功率高的特点。

由于工业生产对具有一定波长的超短脉冲光纤激光器的需求日益增大，对超短脉冲激光器的研究已十分必要。

本课题简述双通结构光栅压缩器的基本结构和光学原理，利用闪耀光栅对来实现对半导体激光器输出脉冲进行脉宽压缩，从而输出超短脉冲，实现对光能的高效利用。

关键词：闪耀光栅双通结构脉宽压缩超短脉冲The Design and Improvement on the Laser Pulse Width Compression with Blazing Double-GratingAbstract：The ultra-short laser has the features of short time width,abundant Spectrum and high-power on the pulse peak.Due to the rising demand on the compression on the ultra-short laser pulse width in industry, whose wavelength is especial, it is necessary to make research on the compression on the ultra-short laser pulse. The project is to summarize the basic structure and optic theory about the grating compression with double structure, use the blazing double-grating to make compression on the LD,making the ultra-short laser pulse and using the optic energy adequately.Keywords: blazing grating double-structure compression ultra- short pulse目录1.绪论 (1)2、脉宽压缩的方式 (2)2.1棱镜压缩 (2)2.1.1单棱镜 (3)2.1.2棱镜对 (4)2.2.光纤压缩 (5)2.2.1 光纤色散 (5)2.2.2单模光纤 (6)2.3.光栅压缩 (8)2.3.1透射光栅 (8)2.3.2闪耀光栅 (10)2.3.3闪耀光栅的原理 (11)2.3.4透射光栅和闪耀光栅的区别 (12)3.光栅压缩器 (12)3.1压缩器 (12)3.2双通结构压缩器 (13)3.3光栅对 (14)3.4光栅对的色散补偿 (16)3.5光栅对的不足和解决 (18)4.结论、致谢 (19)参考文献 (19)正文1.绪论1917，爱因斯坦从理论上介绍了“受激辐射”的概念，在物质的原子能级上，有数目不一的的粒子（电子）分布在各个能级上，当高能级E2的粒子被频率为hEE12-=ν的光子照射时，会跃迁到1E能级，此时会产生出两个与入射光子完全相同的光子，即相同的频率，相同的相位，相同的偏振态和相同的传播方向。

光栅制备流程范文光栅是一种利用光的干涉和衍射现象进行光谱分析和波长选择的光学元件。

制备光栅的流程相对复杂，分为光栅设计、光栅绘制、光栅记录和光栅复制等环节。

下面将详细介绍光栅制备的流程。

第一步：光栅设计在光栅制备过程中，首先需要对光栅的参数进行设计，包括光栅的频率、刻线方向和刻线深度等。

根据光栅的应用需求和工艺条件，通过软件进行光栅的设计和模拟，确定设计的光栅参数。

第二步：光栅绘制在确定好光栅的设计参数后，需要将光栅的图形绘制到物理介质上。

目前常用的光栅绘制方法有激光光刻和电子束曝光两种方式。

激光光刻是利用激光光源进行光栅图形的绘制，可以获得高精度和高分辨率的光栅。

电子束曝光则是利用电子束照射物理介质，通过控制电子束的位置和强度来绘制光栅图形。

第三步：光栅记录光栅的记录是将光栅图形记录在光敏材料上，形成光栅的光学结构。

常用的光敏材料有光致折变玻璃、光致聚合物和光致溶胶凝胶等。

光栅的记录可以通过激光干涉的方式进行，即将激光束分为参考光和信号光，通过干涉效应将光栅图形记录到光敏材料上。

第四步：光栅复制光栅记录完成后，需要对光栅进行衍射效应的加工，即将光栅图形转化为光栅刻槽。

光栅刻槽的深度和形状与光栅图形的几何参数相对应。

光栅的复制可以通过电解腐蚀和激光刻蚀两种方法进行，电解腐蚀是将光栅记录的光敏材料浸泡在电解液中，利用电解反应形成光栅刻槽。

激光刻蚀则是利用激光将光栅刻槽加工到物理介质中，可以获得高精度和高分辨率的光栅。

第五步：光栅检测制备好的光栅需要进行光学性能的测试和检测。

常用的检测方法有角度依赖性测试和数字式图象分析测试等。

角度依赖性测试是通过将光栅置于特定入射角下，测量其输出光的角度变化来评估光栅的性能。

数字式图象分析则是利用光学设备来对光栅进行详细分析和测量。

检测结果可用于验证光栅的设计参数是否满足要求，如频率准确性、衍射效率等。

综上所述，光栅制备的流程包括光栅设计、光栅绘制、光栅记录、光栅复制和光栅检测等环节。

本科学生综合性实验报告
姓名
学号134090218
学院物理与电子信息学院
班级13级电子班
课程名称激光原理与技术实验
开课学期2016 至2017 学年下学期云南师范大学教务处编印
实验结论：
设计型实验，原先并没有接触过。

以前的实验，都是了解了书上介绍的实验原理后，严格按照书上的详细步骤来做的，不需要自己去思考和研究太多的东西。

这一次准备设计型实验，让我锻炼了好多方面的能力。

科学和严谨的态度是最重要的，不可以在不明白的情况下进行试验，不可以在数据有问题的情况下继续试验，后期的实验数据处理，也要认真对待。

光栅对脉冲压缩器
光栅脉冲压缩器是一种常用于激光脉冲压缩的装置，通过利用光栅的衍射原理对脉冲进行频率转换和压缩。

工作原理：
光栅脉冲压缩器通常由一个光栅和两个透镜组成。

首先，脉冲激光经过入射透镜聚焦后照射到光栅上，光栅使得光束发生衍射，产生一组频率多样的衍射光束。

然后，透射光束通过出射透镜进一步聚焦，从而形成一个光束束腰。

这个束腰内的光束经过频率转换的过程，使得它在频谱上有更窄的带宽。

最后，压缩后的光脉冲可以通过增加光栅和透镜组的数量来进一步压缩。

应用：
光栅脉冲压缩器广泛应用于激光脉冲的压缩和调制。

例如，在超短脉冲激光器中，光栅脉冲压缩器可以将初始的长脉冲压缩成纳秒或皮秒级别的超短脉冲，可以用于激光加工、医学成像、激光雷达等领域。

优点：
光栅脉冲压缩器具有压缩比大、压缩效率高、调整范围广等优点，能够实现高质量的脉冲压缩。

缺点：
光栅脉冲压缩器需要精确控制光栅和透镜的位置和角度，以实现最佳的衍射效果。

此外，光栅的材质和制作工艺也对压缩效果有一定的影响，需要进行严格的设计和优化。