專利名稱：一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光柵檢測(cè)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法。
背景技術(shù)：
光柵是一種具有周期性的空間結(jié)構(gòu)或光學(xué)性能(如透射率、折射率)的衍射屏。體全息圖就是通過(guò)兩束光在記錄介質(zhì)內(nèi)干涉使光折變介質(zhì)內(nèi)部的折射率發(fā)生周期性變化規(guī)律而形成的，因此體全息圖就是一種光柵。當(dāng)兩束光從記錄介質(zhì)兩側(cè)入射時(shí)，便形成反射型體全息光柵。

反射型體光柵是一種重要的光學(xué)元件。因其具有較高的衍射效率，很好的角度選擇性和波長(zhǎng)的選擇性。目前已廣泛應(yīng)用于反射式窄帶濾光片、光束相干或非相干合成、光纖激光器或半導(dǎo)體激光器輸出光束質(zhì)量?jī)?yōu)化，以及光束時(shí)、空域整形等領(lǐng)域。在利用反射型體光柵進(jìn)行實(shí)際器件設(shè)計(jì)時(shí)，首先要準(zhǔn)確知道其光柵周期A、光柵傾斜角、光柵折射率調(diào)制度H1和有效厚度8等光柵參數(shù)。參照?qǐng)DI。

對(duì)于光柵周期A、光柵傾斜角Cj5的確定，目前主要是依據(jù)光柵寫入條件，利用寫入光的光波波矢與光柵波矢在布拉格衍射條件下，滿足平行四邊形法則來(lái)進(jìn)行推算的。而在寫入條件未知時(shí)，現(xiàn)有方法沒(méi)辦法得出光柵周期及光柵傾斜角。對(duì)于光柵折射率調(diào)制度 Ii1和有效厚度8，姜根山等利用不同于寫入光波的光波作為讀出光波得到體全息光柵的衍射效率曲線，進(jìn)而利用衍射效率零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的布拉格偏移角所滿足的條件，求出光柵折射率調(diào)制度Ii1和有效厚度8 (姜根山，鄒立熊，姜玲珍等，“體相全息光柵折射率調(diào)制度的一種結(jié)算方法”哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，24 (4) 38-42)，但是該方法是在計(jì)算的過(guò)程中，利用了寫入光波條件下的布拉格角。而且，他只是討論了非傾斜透射式體全息光柵這一特殊情況。而對(duì)于一般的反射式體全息光柵參數(shù)的測(cè)量沒(méi)有提及。

對(duì)于寫好的光柵介質(zhì)，還需要顯影、定影等化學(xué)處理，導(dǎo)致記錄介質(zhì)厚度產(chǎn)生不定量的收縮或膨脹。同時(shí)引起光柵周期及光柵傾斜角等參數(shù)的改變。此時(shí)，利用寫入條件確定光柵參數(shù)缺乏嚴(yán)密性，這樣就很難針對(duì)實(shí)際器件進(jìn)行準(zhǔn)確的理論設(shè)計(jì)，給反射式體全息光柵的實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)了很大的困難
發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法，

技術(shù)方案

一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法，其特征在于步驟如下

步驟I :以任意波長(zhǎng)的兩束光束X i和X 2分別照射待測(cè)量反射型體全息光柵并發(fā)生衍射，測(cè)量波長(zhǎng)^和X2所對(duì)應(yīng)的角度選擇性曲線，分別得到波長(zhǎng)^和X2對(duì)應(yīng)的衍射效率角度選擇性曲線；步驟2 :根據(jù)^和X 2對(duì)應(yīng)的衍射效率角度選擇性曲線得到布拉格匹配條件下的入射角，即、!的衍射效率最大處對(duì)應(yīng)的入射角Q :和、2的衍射效率最大處對(duì)應(yīng)的入射角
02；步驟3 :根據(jù)折射定律，計(jì)算出布拉格匹配條件反射型體全息光柵對(duì)應(yīng)的入射角Vki 和 Vk2 :sin 0 Jsin Vei = n0sin 0 2/sin VE2 = n0其中Iltl為反射型體全息光柵平均折射率。步驟4 :利用布拉格匹配條件下介質(zhì)中入射角與光柵傾斜角的關(guān)系式A1Z^2 =cos ( ￥E1-4>)/ cos ( ￥ R2- 4)),計(jì)算出光柵傾斜角
權(quán)利要求
1.一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法，其特征在于步驟如下 步驟I:以任意波長(zhǎng)的兩束光束^和X2分別照射待測(cè)量反射型體全息光柵并發(fā)生衍射，測(cè)量波長(zhǎng)^和X2所對(duì)應(yīng)的角度選擇性曲線，分別得到波長(zhǎng)^和入2對(duì)應(yīng)的衍射效率角度選擇性曲線；步驟2:根據(jù)^和X2對(duì)應(yīng)的衍射效率角度選擇性曲線得到布拉格匹配條件下的入射角，即X1的衍射效率最大處對(duì)應(yīng)的入射角9 :和的衍射效率最大處對(duì)應(yīng)的入射角0 2 ；步驟3 :根據(jù)折射定律，計(jì)算出布拉格匹配條件反射型體全息光柵對(duì)應(yīng)的入射角Vki和Vr2 sin 0 Jsin ￥E1 = n0sin 0 Jsin VE2 = n0 其中％為反射型體全息光柵平均折射率。
步驟4:利用布拉格匹配條件下介質(zhì)中入射角與光柵傾斜角的關(guān)系式\ J \ 1 =cos ( ￥E1-4>)/ cos ( ￥ R2- 4)),計(jì)算出光柵傾斜角小=￥E2-arctan {[cos ( Vei- ￥E2) \ 2]/sin ( Vei- ￥E2)}； 步驟5:計(jì)算光柵周期A = A 1/2n0cos(4)-￥E1)； 步驟6:以X1(或X2)作為計(jì)算光柵折射率調(diào)制度及光柵有效厚度的讀出光束，以該讀出光束衍射效率角度選擇性曲線上與主峰值緊鄰的兩個(gè)衍射效率零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的入射角0_:與0_2，并利用折射定律將上述入射角換算到光柵介質(zhì)內(nèi)所對(duì)應(yīng)的入射角U^1 =arcsin (sin 0—i/rio)，v_2 = arcsin (sin 0 _2/n0)； 步驟7:計(jì)算光柵厚度5 = 2;r，其中 nI = V(9^i2 - 4 2) / (9af - Aa22)；b1 = [(2 31 / 入)(308(4)-V-i) _(31 入 J A2n0]/[2(COS V—f (入 J An0) cos ￠)]；b2 = [ (2 / 入)cos ( - V -2) — ( n 入 / A 2n0] / [2 (cos V _2_ (入 / A n0) cos )]；ax = n I Xy ^jcos y/_x (cos y/_x -(/I1 / An0) cos ￠)；a2 =TT I \ ^jcos y/_2 (cos y/_2 - (/I1 / An0) cos ￠)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法，其特征在于步驟5計(jì)算光柵周期 A =入 2/2n0cosO-VK2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反射型體全息光柵參數(shù)獲取的方法，利用不同讀出波長(zhǎng)的布拉格匹配條件之間的關(guān)系，通過(guò)布拉格匹配條件下，入射角度與光柵傾斜角之間的關(guān)系公式以及布拉格角與光柵周期的計(jì)算公式，得到光柵周期和光柵傾斜角。利用選定的某一讀出波長(zhǎng)得到的衍射效率曲線上的兩個(gè)衍射效率零點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的入射角，并將得到的兩個(gè)角度以及上述步驟中得到的光柵周期及光柵傾斜角分別代入到衍射效率公式中，即可得到光柵折射率調(diào)制度和有效厚度。
文檔編號(hào)G01M11/02GK102620908SQ201210074630
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者吳冰靜, 姜宏振, 張顏艷, 王駿, 趙建林, 邸江磊, 陳鑫 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)