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双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析

马泽斌 康福增 王昊

马泽斌, 康福增, 王昊. 双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 918001-0918001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
引用本文: 马泽斌, 康福增, 王昊. 双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(9): 918001-0918001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
Ma Zebin, Kang Fuzeng, Wang Hao. Effect of fabrication errors of double-layer BOE on diffractive efficiency[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 918001-0918001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
Citation: Ma Zebin, Kang Fuzeng, Wang Hao. Effect of fabrication errors of double-layer BOE on diffractive efficiency[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(9): 918001-0918001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0918001

双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
基金项目: 

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ030113)

详细信息
    作者简介:

    马泽斌(1991-),男,硕士,主要从事衍射光学器件、光学设计的研究。Email:mazebin@cpt.cn

  • 中图分类号: O436.1

Effect of fabrication errors of double-layer BOE on diffractive efficiency

  • 摘要: 随着光学技术的发展,光、机、电一体化成为趋势,要求光学系统做到集成化、阵列化和小型化,二元光学元件由于它在光波变换上的卓越表现受到人们的青睐。双层二元光学元件在宽波段范围内的衍射效率非常高,但在加工时会产生很多种加工误差,比如:高度误差、周期误差、套刻误差等。文中基于标量衍射理论,对在加工中可能出现的高度误差、周期误差、套刻误差等误差以及其对衍射效率的影响进行充分分析,并进行MATLAB模拟。结果表明:异向高度误差对衍射效率的影响大于同向高度误差对衍射效率的影响,所以在加工时应该尽量避免异向高度误差。异向套刻误差对衍射效率的影响大于同向套刻误差对衍射效率的影响,所以在加工时应该避免异向套刻误差。相比高度误差和套刻误差,其他误差对衍射效率有着不同程度的影响。
  • [1] 马韬. 多层衍射光学元件设计理论及其在混合光学系统中的应用[D]. 杭州:浙江大学, 2006.
    [2] Jin Guofan, Tan Qiaofeng. Binary optics[J]. Optoelectronic Technology and Information, 2001, 14(5):1-10. (in Chinese)金国藩, 谭峭峰. 二元光学[J]. 光电子技术与信息, 2001, 14(5):1-10.
    [3] Zhang Kangwei. Research on the diffraction efficiency of multi-layer diffractive optical elements[D]. Changchun:Changchun University of Science and Technology, 2010. (in Chinese)张康伟. 多层衍射光学元件衍射效率特性的研究. 长春:长春理工大学, 2010.
    [4] 娄迪. 谐衍射光学设计理论和应用研究[D]. 杭州:浙江大学, 2008.
    [5] Yang Liangliang. Studies on diffraction efficiency of multilayer diffractive optical elements[D]. Changchun:Changchun University Of Science And Technology, 2013. (in Chinese)杨亮亮. 多层衍射光学元件衍射效率的研究[D]. 长春:长春理工大学, 2013.
    [6] Dale A, Buralli G, Michael Morris, et al. Optical performance of holographic kinoforms[J]. Applied Optics, 1989, 28(5):976-983.
    [7] Sun Ting, Jiao Mingyin, Zhang Yuhong. Comparison analysis on the diffractive efficiency of single-layer and double-layer harmonic diffractive optical element[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(4):622-624. (in Chinese)孙婷, 焦明印, 张玉虹. 单层与双层谐衍射元件的衍射效率分析[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(4):622-624.
    [8] Bai Jian, Ma Tao, Shen Yibing, et al. Characteristic analysis of multi-layer diffractive elements[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(22):44-47. (in Chinese)白剑, 马韬, 沈亦兵, 等. 多层衍射光学元件的特性分析[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(22):44-47.
    [9] Pei Xuedan, Cui Qingfeng, Leng Jiakai, et al. Design and diffraction efficiency of a multi-layer diffractive optical element[J]. Acta Photonica Sinica, 2009, 38(5):1126-1131. (in Chinese)裴雪丹, 崔庆丰, 冷家开, 等. 多层衍射光学元件设计原理与衍射效率的研究[J]. 光子学报, 2009, 38(5):1126-1131.
    [10] Li Sitao, Ye Jiaxiong, Ruan Yu, et al. Fabrication and error analysis of binary optical elements[J]. Optoelectronic Technology and Information, 2000, 13(5):24-29. (in Chinese)李思涛, 叶嘉雄, 阮玉, 等. 二元光学元件的制作及其误差分析[J]. 光电子技术与信息, 2000, 13(5):24-29.
    [11] Adam J Caley, Markus Braun, Andrew J W, et al. Analysis of multimask fabrication errors for diffractive optical elements[J]. Applied Optics, 2007, 46(12):2180-2188.
    [12] Yin Kewei. Research on stray light in diffractive optical system[D]. Beijing:University of Chinese Academy of Sciences, 2014. (in Chinese)殷可为. 衍射光学系统杂散光研究[D]. 北京:中国科学院大学, 2014.
    [13] Sun Yanjun. Study on photolithography technology of eight-step binary optical elements.[D]. Changchun:Changchun University of Science and Technology, 2007. (in Chinese)孙艳军. 八阶二元光学器件的光刻技术研究[D]. 长春:长春理工大学, 2007.
    [14] Ye Jun, Xu Qiao, Hou Xiyun, et al. Study of alignment error of 8-levels binary optics elementswith layer by layer analysis method[J]. Journal of Zhejiang University, 1999, 33(2):157-162. (in Chinese)叶钧, 许乔, 侯西云, 等. 八台阶二元光学器件套刻误差的逐层分析法研究[J]. 浙江大学学报, 1999, 33(2):157-162.
    [15] Zheng Xuezhe, Yan Yingbai, Jin Guofan, et al. Effect of alignment error on binary optics elementefficiency[J]. Journal of OptoelectronicsLaser, 1997, 8(4):241-245. (in Chinese)郑学哲, 严瑛白, 金国藩, 等. 对准误差对二元光学器件衍射效率的影响[J]. 光电子激光, 1997, 8(4):241-245.
    [16] Yin Kewei, Huang Zhiqiang, Lin Wumei, et al. Analysis of effect oflateral fabrication errorsonbinary optical elements[J]. Opto-Electronic Engineering, 2011, 38(9):46-54. (in Chinese)殷可为, 黄智强, 林妩媚, 等. 二元光学元件横向加工误差对衍射效率的影响[J]. 光电工程, 2011, 38(9):46-54.
    [17] Li Hongjun, Zhao Jingli, Lu Zhenwu, et al. Linewidth error in fabrication of binary optical element[J]. Journal of Optoelectronics Laser, 2000, 11(3):279-297. (in Chinese)李红军, 赵晶丽, 卢振武, 等. 二元光学元件制作过程中的线宽误差[J]. 光电子激光, 2000, 11(3):279-297.
    [18] Xu Ping, Zhang Xiaochun, Guo Lurong, et al. Fabrication errors analysis and simulation of binary optical element[J]. Acta Optica Sinica, 1996, 16(6):833-838. (in Chinese)徐平, 张晓春, 郭履容, 等. 二元光学元件制作误差与模拟[J]. 光学学报, 1996, 16(6):833-838.
    [19] Yasuyuki Unno. Point-spread function for binary diffractive lenses fabricated with misaligned masks[J]. Applied Optics, 1998, 37(16):3401-3407.
  • [1] 梁利杰, 刘丽琴, 管钰晴, 孙佳媛, 邹文哲, 郭创为, 张玉杰, 褚小要, 郭斌, 雷李华.  自溯源光栅衍射效率的分析与研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(11): 20230356-1-20230356-9. doi: 10.3788/IRLA20230356
    [2] 国成立, 郑德康, 朱德燕, 杨晓飞, 李元正, 张健, 赵烈烽.  混合型计算全息图检测低反射率非球面(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20220547-1-20220547-7. doi: 10.3788/IRLA20220547
    [3] 赵雨时, 贺文俊, 刘智颖, 付跃刚.  编码孔径光谱成像仪中凸面闪耀光栅的研制 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220007-1-20220007-10. doi: 10.3788/IRLA20220007
    [4] 郑青泉, 王春阳, 王子硕, 王增, 康丁.  斜入射下液晶偏振光栅衍射特性研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210511-1-20210511-9. doi: 10.3788/IRLA20210511
    [5] 蒋贇, 刘博, 范伟.  体布拉格光栅光谱滤波器特性研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210055-1-20210055-7. doi: 10.3788/IRLA20210055
    [6] 张耀元, 王锐, 姜瑞韬, 杜坤阳, 李远洋.  硅基光学相控阵扇形天线优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210013-1-20210013-8. doi: 10.3788/IRLA20210013
    [7] 杨洪涛, 杨晓帆, 梅超, 陈卫宁.  折衍混合红外双波段变焦光学系统设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200036-1-20200036-8. doi: 10.3788/IRLA20200036
    [8] 赵玄, 欧阳名钊, 付跃刚, 赵雨石, 张贺, 崔启胤, 刘雪元.  反射表面微变形的改进型龙虾眼透镜 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 310002-0310002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0310002
    [9] 杨亮亮.  衍射光学元件斜入射衍射效率的测量 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 117003-0117003(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0117003
    [10] 朱嘉诚, 靳阳明, 黄绪杰, 刘全, 沈为民.  宽波段凸面闪耀光栅优化设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1120003-1120003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1120003
    [11] 秦侠格, 姬忠鹏, 徐映宇, 舒嵘.  双光路互参考高精度AOTF衍射效率测试方法及装置 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417001-0417001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0417001
    [12] 王若秋, 张志宇, 薛栋林, 张学军.  用于空间望远镜的大口径高衍射效率薄膜菲涅尔衍射元件 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 920001-0920001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0920001
    [13] 张瑞, 王志斌, 温廷敦, 张敏娟, 李克武.  基于二维激光告警的闪耀光栅设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1020004-1020004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1020004
    [14] 张志佳, 尹秀萍, 苑玮琦, 周自强, 钟玲.  碗形塞加工误差双目视觉在线检测方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1217002-1217002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1217002
    [15] 李金鹏, 陈磊, 方波, 朱文华.  动态干涉仪的位相光栅衍射效率研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2696-2701.
    [16] 冷雁冰, 董连和, 孙艳军.  1×11亚波长结构Dammann光栅的研制 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 812-817.
    [17] 周峰, 郑国宪, 李岩, 姚罡.  双谱段Offner光谱成像仪设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1858-1862.
    [18] 殷可为, 黄智强, 林妩媚, 邢廷文.  衍射光学元件设计参数对杂散光的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3059-3064.
    [19] 孙婷, 张宣智, 常伟军, 李元, 胡博, 郭小岗, 杨华梅, 陈秀萍.  红外宽波段双层谐衍射光学系统的设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 951-954.
    [20] 葛建平, 沈为民, 刘全, 陈明辉.  锯齿槽闪耀光栅制作误差对衍射效率的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1557-1561.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-10
  • 修回日期:  2016-02-15
  • 刊出日期:  2016-09-25

双层BOE加工误差对衍射效率的影响分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0918001
    作者简介:

    马泽斌(1991-),男,硕士,主要从事衍射光学器件、光学设计的研究。Email:mazebin@cpt.cn

基金项目:

国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ030113)

  • 中图分类号: O436.1

摘要: 随着光学技术的发展,光、机、电一体化成为趋势,要求光学系统做到集成化、阵列化和小型化,二元光学元件由于它在光波变换上的卓越表现受到人们的青睐。双层二元光学元件在宽波段范围内的衍射效率非常高,但在加工时会产生很多种加工误差,比如:高度误差、周期误差、套刻误差等。文中基于标量衍射理论,对在加工中可能出现的高度误差、周期误差、套刻误差等误差以及其对衍射效率的影响进行充分分析,并进行MATLAB模拟。结果表明:异向高度误差对衍射效率的影响大于同向高度误差对衍射效率的影响,所以在加工时应该尽量避免异向高度误差。异向套刻误差对衍射效率的影响大于同向套刻误差对衍射效率的影响,所以在加工时应该避免异向套刻误差。相比高度误差和套刻误差,其他误差对衍射效率有着不同程度的影响。

English Abstract

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