一种宽光谱金属介质膜光栅及其优化方法技术

一种宽光谱金属介质膜光栅及其优化方法，该光栅包括基底、金属Ag膜、多层介质膜、剩余膜层以及表面光栅结构，每层介质反射膜由SiO2、HfO2和TiO2介质膜组成。该方法首先定义光栅衍射效率光谱特性数值评价函数，选定金属介质和多层介质膜材料的折射率以及参与优化的光栅参数，按照严格耦合波理论建立宽光谱金属介质膜光栅TE波衍射效率数值分析模型。通过多参数优化，得到光栅的周期为1480线/mm，槽深为290纳米，剩余膜层的厚度为10nm，占空比为0.28，入射角度为60°。本发明专利技术宽带金属介质膜光栅在波长为1053纳米的TE偏振光入射时，在反射衍射-1级方向超过190nm宽光谱带宽内衍射效率高于97％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于飞秒啁啾脉冲放大系统的宽光谱介质膜光栅，尤其涉及一种用于中心波长为1053纳米的飞秒激光脉冲放大系统的宽光栅高衍射效率金属介质膜光栅及其优化方法，属于衍射光栅

技术介绍
获得超短超强激光脉冲的啁啾脉冲放大技术的性能(Chirped-pulse amplification,CPA)主要取决于脉宽压缩光栅，作为CPA系统中核心元件的衍射光栅必须具有尽可能高的衍射效率和高的抗激光损伤阈值，其使用波长为1053纳米和TE模式。设计和制备高衍射效率、高损伤阈值和宽光谱的脉宽压缩光栅一直是CPA技术的重要研究方向。镀金光栅(Metal grating)虽然工作带宽相对较宽，但具有较强的吸收特性，很难获得高的衍射效率和抗激光损伤阈值。多层介质膜光栅(Multi-layer dielectric grating, MDG)具有高的衍射效率和高的抗激光损伤阈值等优点，但是由于多层介质膜的干涉作用，其工作带宽仅仅局限于几十个纳米范围，其带宽远远不能满足飞秒激光对脉宽压缩光栅宽光谱的要求。目前，现有技术中有的采用全介质多层膜的办法，通过对多层介质反射膜膜层结构以及光栅层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种宽光谱金属介质膜光栅，其特征在于：该光栅从下至上依次由基底（７）、金属Ａｇ膜（６）、ＳｉＯ２介质膜（５）、ＨｆＯ２介质膜（４）、ＴｉＯ２介质膜（３）、剩余膜层（２）以及表面光栅结构（１）；ＳｉＯ２介质膜、ＨｆＯ２介质膜和ＴｉＯ２介质膜依次组成多层介质膜；金属Ａｇ膜和多层介质膜组成高反射膜（８）；光栅的周期为１４８０线／ｍｍ，光栅槽深为２９０纳米，剩余膜层的厚度为１０ｎｍ，占空比为０．２８，入射角度为６０°。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔伟金，王淑华，云茂金，王书浩，卢朝靖，陈沙鸥，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：95