文档介绍：中国科学技术大学
硕士学位论文
偏振光直写各向异性光栅的原理与实验研究
姓名:段世媛
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:@
2011-05
摘要
衍射光栅是一类重要的光学元件,在科研与生产中均有广泛应用。随着对
衍射光栅性能要求的不断提高,衍射光栅的制造技术也得到了快速的发展。目
前比较常见的有刻划方法、全息方法、直写方法、掩模方法等。
本文基于衍射光栅的制作原理的研究和各类激光直写设备的分析,提出了
偏振直写系统的新概念。该系统不仅继承了单光束直角坐标激光直写系统的优
点,还融入了偏振调制技术与圆对称偏振光生成技术,可用于对偏振光敏感的
材料的加工,从而得到各向异性的光栅。具体地说,本系统基于合理的硬件结
构,由软件控制曝光过程中包括激光器、电光调制器、运动单元在内的各组件
的协同工作,来实现各向异性光栅、精密图形等的制作。
本论文主要讨论了偏振直写系统在衍射光栅、精密图形这两个应用中的实
现方案和制作工艺。一是采用发光点逐点光刻的方法,根据直写深度(或高度)
与曝光量(包括光功率、曝光时间)的对应关系,实现了表面起伏的衍射光栅。
二是由电光调制器获得不同偏振态的写入光,根据偶氮分子取向与激光偏振状
态的对应关系,采用逐点光刻方式,实现了各向异性衍射光栅。三是基于控制
软件输入图形,采用组合调制激光强度与偏振状态的方式控制曝光,实现了图
形加工。
文中使用的超分子双偶氮聚合物的结构具有优良的光化学特性。其具有高
的双折射率,在不同激光强度和偏振特性的状态组合数下能呈现不同的异构状
态,因而可记录较多的写入光的状态。截至目前,样品存储 12 个月,无信息丢
失或改变。可以说,此类聚合物可实现高密度、高稳定性的信息存储,是一种
理想的光信息存储介质。
偏振直写系统在制作各向异性光栅方面的具有较大的优越性,它是一种有
前途的微加工方法。随着系统功能的完善与材料特性的提升,有望制造出更好
的各向异性光栅及其它衍射光学器件。

关键词:偏振直写电光调制偶氮聚合物各向异性光栅

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ABSTRACT
Diffraction grating is a kind of ponents,which is of wide range of
applications both in research and industry. Diffraction grating is a kind of optical
components, which is of wide range of applications both in research and industry.
With the continuous improvement on diffraction grating performance requirements,
grating manufacturing technology has also developed rapidly. The most popular
methods include ruling method, holographic method, direct writing method, and
pray mask method.
Based on analysis of principle of diffraction grating and various types of laser
direct writing equipments, the polarization direct writing system is proposed. The
equipment not only inherits the advantages of single-beam rectangular-coordinate
laser writing equipments, but also introduces polarization modulation technique and
circular symmetry polarized light generating technique. It can be used for the
processing of polarized light sensitive materials to fabricate anisotropy gratings.
Specifically, based on the hardware of the system, t