【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学领域，尤其是一种中心波长在近红外波段的高刻线密度、一种掩埋型反射式全介质衍射光栅及其制备方法。
技术介绍
1、衍射光栅通常由基底材料、高反射层、相位匹配层以及顶层沟槽型光栅结构组成，其中槽型结构部分是影响光栅性能最关键的区域，因而其制备精度要求最高。目前sio2是最常用的光栅结构材料，其刻蚀加工技术也最为成熟，然而仅使用低折射率材料sio2，只能在单一偏振态实现较高的衍射效率，难以满足高刻线密度偏振无关光栅的要求。采用hfo2、ta2o5等高折射率材料作为光栅结构层可以实现高的衍射效率，但利用这些材料制备的光栅槽形质量远不及sio2，尤其是要实现高深宽比结构的刻蚀特别困难。此外，衍射光栅在使用中可能面临震动、高低温等复杂的环境，这对光栅的稳定性提出了更高的要求，而且使用过程光栅槽内部的污染也会造成光栅清洗维护特别困难。
技术实现思路
1、为了克服上述困难，本专利技术提供一种掩埋型反射式全介质衍射光栅及其制备方法，该衍射光栅制备工艺成熟，结构稳定性强，表面平整，清洗维护方便。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，所述光栅包括光栅基底，在光栅基底上依次镀制有反射膜、光栅功能层和光栅保护层；所述光栅功能层包括相位匹配层、低折射率材料光栅层和高折射率材料填充层，且低折射率材料光栅层被刻蚀成光栅槽型结构。
4、另一方面，本专利技术还提供了一种掩埋型反射式全介质衍射光栅的制备方法，所述制备方法包括如下步骤
5、s1，在熔石英衬底上依次镀制反射膜、相位匹配层、低折射率材料光栅层；
6、s2，在低折射率材料光栅层上制备光栅掩模，并进行光栅槽型刻蚀；
7、s3，在光栅结构中沉积高折射率材料填充层；
8、s4，去除多余的高折射率材料填充层；
9、s5，在光栅结构中沉积光栅保护层。
10、本专利技术的有益技术效果如下：
11、1、本专利技术提供的掩埋型反射式全介质衍射光栅，针对te模式和tm模式在利特罗角入射条件下在1040～1080nm带宽范围内的衍射效率高于99.5％，最高衍射效率超过99.9％。
12、2、本专利技术提供的掩埋型反射式全介质衍射光栅的制备方法，制备工艺成熟，光栅侧壁陡直，能够加工出高深宽比的光栅结构，可实现高衍射效率、高刻线密度偏振无关光栅的制备。
13、3、本专利技术提供的掩埋型反射式全介质衍射光栅结构及制备方法，光栅表面平整，可提升光栅在震动、高低温等复杂工作环境条件下的稳定性，并且利于光栅污染后的清洗维护。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，包括光栅基底(1)，在光栅基底(1)上依次镀制有反射膜(2)、光栅功能层(3)和光栅保护层(4)；所述光栅功能层(3)包括相位匹配层(3-1)、低折射率材料光栅层(3-2)和高折射率材料填充层(3-3)，且低折射率材料光栅层(3-2)被刻蚀成光栅槽型结构。
2.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述光栅基底(1)材料为熔融石英、蓝宝石、硅或碳化硅。
3.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述反射膜(2)是由高折射率材料膜层和低折射率材料膜层周期性叠加构成。
4.根据权利要求3所述的反射膜，其特征在于，所述的高折射率材料为Ta2O5或HfO2，膜层厚度为50-200nm；所述的低折射率材料为SiO2，膜层厚度为50-300nm。
5.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述的相位匹配层(3-1)材料为Ta2O5、HfO2或SiO2，厚度为0-500nm。
6.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质
7.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述的高折射率材料填充层(3-3)材料为Ta2O5、HfO2或SiO2。填充层材料占空比为1-f。
8.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述的光栅保护层(4)材料为Al2O3或SiO2，厚度为100-300nm。
9.一种掩埋型反射式全介质衍射光栅的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-9任一所述的掩埋型反射式全介质衍射光栅。
...【技术特征摘要】
1.一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，包括光栅基底(1)，在光栅基底(1)上依次镀制有反射膜(2)、光栅功能层(3)和光栅保护层(4)；所述光栅功能层(3)包括相位匹配层(3-1)、低折射率材料光栅层(3-2)和高折射率材料填充层(3-3)，且低折射率材料光栅层(3-2)被刻蚀成光栅槽型结构。
2.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述光栅基底(1)材料为熔融石英、蓝宝石、硅或碳化硅。
3.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述反射膜(2)是由高折射率材料膜层和低折射率材料膜层周期性叠加构成。
4.根据权利要求3所述的反射膜，其特征在于，所述的高折射率材料为ta2o5或hfo2，膜层厚度为50-200nm；所述的低折射率材料为sio2，膜层厚度为50-300nm。
5.根据权利要求1所述的一种掩埋型反射式全介质衍射光栅，其特征在于，所述的相位匹配层(3-1)材料为ta2o5、...
【专利技术属性】
技术研发人员：迭俊珲，张明骁，乔曌，熊秉诚，吕亮，邱服民，彭东旭，蒲云体，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。