微/纳米光栅衍射特性的理论计算及其物理机制研究

微/纳米光栅表现出了新颖的光学效应。与传统光栅不同，在高密度深刻蚀的情况下具有高效率和偏振相关特性。这里，微/纳米表示光栅密度高，周期具有微/纳米量级，深刻蚀表示深度达到波长量级或者几个波长量级。基于微/纳米光栅，能够设计和制作新型的微光学元件。与其它普通光学元件相比，微/纳米光栅元件结构紧凑，易于小型化和集成化，并且插入损耗小，是一种无热器件。尤其是深刻蚀熔融石英光栅，损伤阈值很高，热膨胀系数小，这些特性使得它们能够适用于高强度激光系统中。本项目深入研究微/纳米光栅器件的基础理论和物理机制，以期充分认识其在众多光学系统中的潜力和前景；在此基础上给出真正具有前景的高效率石英光栅微光学器件，例如新型透射/反射式偏振分束器、宽带1×2分束器、偏振选择器、0级高反射器件、波片等，并给出合理的物理机制解释，产生具有自主知识产权的成果。

研究了微/纳米光栅衍射特性的理论计算及其物理机制，利用严格耦合波分析深入计算了微/纳米光栅的衍射特性，并基于模式方法对其进行了物理解释。微/纳米光栅表现出了新颖的光学效应。与传统光栅不同，在高密度深刻蚀的情况下具有高效率和偏振相关特性。基于微/纳米光栅，能够设计和制作新型的微光学元件。提出了连接层基底光栅、覆盖层光栅和二次布拉格全反射式光栅，能够实现高效率光栅、分束器和双功能元件。与其它普通光学元件相比，微/纳米光栅元件结构紧凑，易于小型化和集成化，并且插入损耗小，是一种无热器件。尤其是深刻蚀熔融石英光栅，损伤阈值很高，热膨胀系数小，这些特性使得它们能够适用于高强度激光系统中。本项目提出的基于微/纳米光栅的元件性能良好，通过理论计算优化的光栅参数为实际制作提供了有用的指导方针，其物理机制的研究有助于理解光通过光栅区域传播过程的物理问题。