我們一般談到光柵或者衍射光柵通常都會(huì)讓人聯(lián)想到表面浮雕光柵，這種光柵有著規(guī)則的刻線和精致的表面。在光學(xué)設(shè)計(jì)中，如果這種光柵能工作在透射情況下往往能夠帶來(lái)很多新的選擇?；谶@種技術(shù)思路，我們提出一種特殊的光柵類型：體相位全息光柵（VPH）。這種光柵擁有非常好的光學(xué)特性和設(shè)計(jì)靈活性、*的穩(wěn)定性和一致性，因此體相位全息光柵（VPH）非常適用于激光脈沖壓縮，光譜儀，光學(xué)相干斷層掃描以及天文學(xué)。

體相位全息光柵（VPH）

體相位全息光柵（VPH）是通過(guò)全息成像的方式將具有高低折射率周期性變化的結(jié)構(gòu)刻入到基質(zhì)材料中，同時(shí)這種基質(zhì)材料的兩個(gè)光學(xué)窗口被重鉻酸鹽明膠密封。這種技術(shù)被IBM應(yīng)用在全息條形碼掃描儀中，但是目前常被利用到一些光學(xué)儀器和電子通訊中。該處理方法可以一次性生產(chǎn)制造1片到1000片，甚至更多的超高質(zhì)量的衍射光柵。而每片光柵都是原創(chuàng)的，并不是從原版復(fù)制的。由于沒(méi)有原版光柵的磨損或退化的情況，在大批量生產(chǎn)甚至是無(wú)限生產(chǎn)的情況下，都可以保證從一片光柵到下一片光柵性能的一致性。因?yàn)檫@種制造過(guò)程的靈活性，還使得它可以通過(guò)多次調(diào)整刻線密度、帶寬、極化靈敏度和其它參數(shù)來(lái)輕松、經(jīng)濟(jì)高效地針對(duì)每種應(yīng)用定制和優(yōu)化體相位全息光柵（VPH）！

出色的衍射曲線

體相位全息光柵（VPH）的透射和全息特性，使它們能夠*勝任各種高峰值衍射效率的工作場(chǎng)景，并且在200 nm-300 nm帶寬范圍內(nèi)擁有＞80％的衍射效率（Wasatch Photonics的認(rèn)證HD設(shè)計(jì)），單一波長(zhǎng)下衍射效率＞99％（典型激光脈沖壓縮光柵設(shè)計(jì)）。這一衍射效率比傳統(tǒng)的反射表面浮雕光柵高出40％，并且反射式表面浮雕光柵有著非常參差不齊、不均勻的衍射效率，這將會(huì)給系統(tǒng)響應(yīng)造成嚴(yán)重的干擾。相比之下，體相位全息光柵（VPH）的效率隨波長(zhǎng)的改變而平滑變化，能在設(shè)計(jì)階段建模以包含在系統(tǒng)性能模型中，并根據(jù)設(shè)計(jì)的規(guī)格實(shí)現(xiàn)可靠地制造。體相位全息光柵（VPH）的密封特性也允許其在元件表面應(yīng)用高性能、抗反射（AR）涂層。這些涂層可進(jìn)一步優(yōu)化性能，并可以根據(jù)客戶的需要進(jìn)行定制。

高色散

相比于常規(guī)光柵，體相位全息光柵（VPH）能可靠的生產(chǎn)更高的刻線密度，從而提供擁有低鬼影和低散射的高質(zhì)量光柵。可以對(duì)150 l/mm到6000 l/mm的線密度進(jìn)行成像，其應(yīng)用范圍包括寬帶近紅外高光譜成像和高分辨原子光譜。通過(guò)直接制造每一片光柵而不是復(fù)制，可以輕松的針對(duì)每種應(yīng)用定制刻線密度、帶寬、以及工作中心波長(zhǎng)。

角度調(diào)諧

VPH透射光柵使用正弦變化折射率的堆疊層來(lái)衍射光。該疊層創(chuàng)建了一個(gè)諧振結(jié)構(gòu)，只需將入射角（AOI）改變多達(dá)?10°，即可在中心波長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)諧。這允許對(duì)單片光柵進(jìn)行角度調(diào)整，以便研究不同范圍內(nèi)感興趣的光譜特征，這也是天文學(xué)中的常用技術(shù)。但實(shí)際上，將幾塊大光柵放在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上就可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)波長(zhǎng)連續(xù)覆蓋可見(jiàn)光到近紅外光的大型望遠(yuǎn)鏡。

降低偏振敏感性

表面浮雕光柵的P偏光效率通常比S偏振光效率低很多，在兩種偏振光狀態(tài)下的效率響應(yīng)有著很大的差異，隨著光柵線頻率的增加，這一點(diǎn)尤為明顯。VPH光柵對(duì)偏振光的敏感性要低的多，并且對(duì)偏振響應(yīng)非常的平滑。運(yùn)用幾種設(shè)計(jì)解決方案，其中包括獲得認(rèn)證的Dickson和HD光柵，即可針對(duì)您的應(yīng)用最小化和/或優(yōu)化偏振響應(yīng)。

無(wú)鬼影、低散射

傳統(tǒng)光柵容易產(chǎn)生“鬼影"，這個(gè)術(shù)語(yǔ)描述的是由于周期性的規(guī)則誤差而出現(xiàn)在色散平面上的光偽影，而VPH光柵的設(shè)計(jì)能夠有效地消除鬼影。另外，VPH光柵也有比傳統(tǒng)光柵小90％的雜散光，具有*的空間均勻性和非常低的傳輸波前誤差。這些性能都是使用VPH光柵獲得優(yōu)秀的一級(jí)衍射效率的關(guān)鍵性因素。

緊湊、靈活的光學(xué)設(shè)計(jì)

VPH透射光柵能夠通過(guò)設(shè)計(jì)使其工作在Littrow結(jié)構(gòu)（θd = θi）中，在利用它進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)是一個(gè)能夠使設(shè)計(jì)變得更緊湊和簡(jiǎn)潔的方式。通常情況下，無(wú)論是在脈沖壓縮系統(tǒng)還是在光譜儀系統(tǒng)中，透射光柵都能夠給光學(xué)設(shè)計(jì)工程師提供了更多地空間選擇性。最后，相比傳統(tǒng)反射式光柵，利用VPH透射光柵進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)具有更加小型化、輕量化、低成本以及易于進(jìn)行光學(xué)對(duì)準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。

棱柵

夾在兩個(gè)棱鏡之間的光柵稱為“棱柵"，這種復(fù)合鏡片可以將光按照它的成分進(jìn)行分離，同時(shí)還可以消除由于各個(gè)元器件帶來(lái)的光束偏差。棱柵既可以實(shí)現(xiàn)一種具有直通色散特征的光學(xué)器件，還可以實(shí)現(xiàn)比單獨(dú)使用光柵更高色散的光學(xué)器件。它們能非常方便的應(yīng)用于成像，天文，共聚焦顯微鏡等應(yīng)用領(lǐng)域。

尺寸、襯底材料靈活

VPH光柵可以做得比人們預(yù)期的要大得多——實(shí)際上，在Wasatch Photonics，經(jīng)常為天文光譜儀生產(chǎn)尺寸高達(dá)300mm寬度的光柵（可以根據(jù)客戶要求提供更大的尺寸），也可以將尺寸處理為小到8 mm寬度用于批量OEM應(yīng)用。另外，各種不同類型的玻璃材料均可以用于襯底材料的制作，一般常用的襯底材料是N-BK7或同等材料，B270I和熔融石英（UV可選）。

易于清洗

千萬(wàn)不要觸摸表面浮雕的反射式光柵，它們是無(wú)法進(jìn)行清潔的。因?yàn)樵谇鍧嵾^(guò)程中的每一?；覊m或指紋都會(huì)被留在光柵上，這個(gè)清潔過(guò)程可能會(huì)產(chǎn)生更多的劃痕和污染。相比之下，封裝好的VPH光柵就可以像普通的玻璃光學(xué)器件一樣操作和清潔，從制造到長(zhǎng)期使用，更便捷，同時(shí)也降低了每個(gè)階段的成本。

*的穩(wěn)定性

VPH光柵的光學(xué)活性部分被密封在兩個(gè)基板之間，從而被制作成一個(gè)非常堅(jiān)固的元器件，具有出色的熱穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性。許多Wasatch Photonics的光柵已經(jīng)使用了10年以上，并沒(méi)有出現(xiàn)退化的跡象。但是，其它類型的光柵則需要工作在低溫制冷的環(huán)境中。Wasatch Photonics公司的每一個(gè)光柵都需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，并且以*的干涉測(cè)量功能來(lái)確保VPH光柵的光學(xué)質(zhì)量，從而用來(lái)滿足諸如激光脈沖壓縮、光學(xué)相干斷層掃描和天文學(xué)等關(guān)鍵的應(yīng)用。而Wasatch Photonics的計(jì)量實(shí)驗(yàn)室采用了Zygo Verifire™，能夠測(cè)量尺寸高達(dá)4英寸的光學(xué)器件。

能提供多種設(shè)計(jì)滿總不同客戶的需求

Wasatch Photonics公司基于15年的批量生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，采用三種*的設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)優(yōu)化光柵，從而用于滿足使用者的應(yīng)用需求。然而，Wasatch Photonics都是在充分理解了使用者的應(yīng)用基礎(chǔ)上來(lái)做的優(yōu)化，基于這些經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)會(huì)推薦多種選擇或新的維度來(lái)幫助使用者優(yōu)化系統(tǒng)性能。即使現(xiàn)有光柵不能匹配使用者的需求，但Wasatch Photonics也能夠快速地生產(chǎn)出滿足應(yīng)用需求的新光柵。

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