[发明专利]一种偏振分束光栅及其制作方法

说明书

本发明公开了一种偏振分束光栅及其制作方法，属于光学技术领域，能够解决现有偏振分束光栅工艺制作难度大，生产成品率较低的问题。所述偏振分束光栅包括：基底结构，基底结构包括第一面和第二面；光栅结构，光栅结构设置在第一面上；入射光可从第二面射入基底结构内，且射向光栅结构的光栅面，光栅面为光栅结构与基底结构接触的表面；且N_psinθ_i＞1；其中，θ_i为入射光的入射角，N_p为基底结构的折射率。本发明用于光线的偏振分束。

技术领域

本发明涉及一种偏振分束光栅及其制作方法，属于光学技术领域。

背景技术

偏振分束器可以把一束光分成两束偏振方向互相垂直的偏振光，其广泛应用于全息光学和激光光学。传统的偏振分束器使用的是自然双折射晶体或者多层介质膜，然而前者价格昂贵且分光角度小，后者很难制作出高消光比的薄膜，故传统的偏振分束器不能满足现代光学系统的需求。

当光栅周期、光栅深度，以及入射波长在同一个量级时，光栅就具有了很好的偏振特性，因此，可以把光栅作为偏振分束器而且能够满足现代光学系统的需求。现有的偏振分束光栅采用透射式，在基底上直接制作光栅层，这种结构的光栅需要较深的刻蚀深度，工艺制作难度大，生产成品率较低。

发明内容

本发明提供了一种偏振分束光栅及其制作方法，解决了现有偏振分束光栅工艺制作难度大，生产成品率较低的问题。

本发明提供了一种偏振分束光栅，包括：基底结构，所述基底结构包括第一面和第二面；光栅结构，所述光栅结构设置在所述第一面上；入射光可从所述第二面射入所述基底结构内，且射向所述光栅结构的光栅面，所述光栅面为所述光栅结构与所述基底结构接触的表面；且N_psinθ_i＞1；其中，θ_i为所述入射光的入射角，N_p为所述基底结构的折射率。

可选的，所述光栅结构通过刻蚀介质膜制备而成。

可选的，所述光栅结构的折射率大于或等于1.9。

可选的，所述基底结构包括第一基底和设置在所述第一基底上的第二基底；所述第二基底包括所述第一面；所述第一基底包括所述第二面；所述第二基底和所述第一基底面接触；所述第二基底的折射率与所述第一基底的折射率的差值小于预设阈值。

可选的，所述光栅结构的占空比F的取值范围为0.4～1.0；其中，F＝W/d，W为所述光栅结构的宽度；d为所述光栅结构的周期。

可选的，所述光栅结构的光栅脊的侧面与底面的夹角θ的范围为75°≤θ≤90°。

可选的，所述光栅结构的光栅脊为多层结构，每层结构的材料不同。

可选的，所述光栅结构满足h≤2d；其中，h为所述光栅结构的深度，d为所述光栅结构的周期。

可选的，所述光栅结构的周期d满足：λ/(2N_p)≤d≤λ/N_p；其中：λ为所述入射光的波长；N_p为所述基底结构的折射率。

本发明还提供了一种应用于所述的偏振分束光栅的制作方法，包括以下步骤：在基底结构上镀介质膜；将所述介质膜刻蚀为光栅结构。

本发明能产生的有益效果包括：