[发明专利]一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法

说明书

本发明提出了一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法。本发明根据入射光束锥角设计样品架，使用该样品架对样品进行曝光，曝光后使用马弗炉对样品进行热处理，热处理后将样品前后表面抛光，在样品前后表面镀制1064nm标准增透膜，制成矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器。本发明方法可对记录在样品中的体布拉格光栅进行矢量补偿，使锥角入射光束满足布拉格条件，可以有效提高体布拉格光栅角度偏转器对于锥角入射光束的衍射效率，应用于二维光束扫描系统中可实现高效率的二维方向的光束扫描，具有制备方法简单，可大批量生产的优点，在二维激光光束扫描技术领域具有重要的实用前景。

技术领域

本发明涉及体布拉格光栅，特别是一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法。

背景技术

传统的记录在光热敏折变玻璃内的体布拉格光栅在入射光束满足布拉格条件时可以实现大角度的光束偏转(图1(a))，并且具有高衍射效率、低吸收、散射损耗和高功率耐受性。液晶光学相控阵可以实现小角度范围(典型的为±3°～5°)、高精度的光束偏转，与体布拉格光栅相结合可以制成二维光束扫描系统，实现二维方向、大角度、准连续的光束扫描。

对于二维光束扫描系统来说，其是采用“液晶光学相控阵-水平偏转体布拉格光栅-液晶光学相控阵-竖直偏转体布拉格光栅”的方案实现的(图2)，即光束通过第一组液晶光学相控阵进行水平方向的小角度偏转，调节至设计的光栅通道对应的入射角时，光束被水平偏转体布拉格光栅的光栅通道大角度衍射出去实现大角度水平偏转，再经过第二组液晶光学相控阵进行竖直方向的小角度偏转，调节至设计的光栅通道对应的入射角，光束被竖直偏转体布拉格光栅的光栅通道大角度衍射出去实现大角度竖直偏转，最终实现光束在二维方向的光束扫描。但是，当光束经过水平偏转后入射到竖直偏转体布拉格光栅时，入射光束与设计满足布拉格条件的光束入射平面(图4-YOZ面)存在一个0°～45°的锥角，导致入射光束偏离布拉格入射条件(图1(b))，实际工作波长与设计工作波长失配，进而导致二维光束扫描系统对入射光束的衍射效率降低。目前，尚未见到相关文献或专利针对这一问题给出较好的解决方案。

发明内容

为提高体布拉格光栅角度偏转器对锥角入射光束的衍射效率和实现高效率的二维光束扫描，本发明提出了一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法。本发明使用可调矢量补偿器对样品进行曝光，对记录在光敏材料(特别是光热敏玻璃)内的体布拉格光栅进行矢量补偿，使体布拉格光栅角度偏转器工作时的锥角入射光束满足布拉格条件，可以有效提高体布拉格光栅角度偏转器对于锥角入射光束的衍射效率。

本发明的技术解决方案如下：

一种矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器的制备方法，其特点在于：该方法包括如下步骤：

步骤1)根据矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器工作时的入射光束锥角θ的范围设计样品架：该样品架由底板和固定在该底板上的夹板组组成，所述的夹板组由两块夹板连接构成，其中一块夹板垂直固定在所述的底板上，另一块倾斜固定在所述的底板上，两块夹板之间的夹角为θ'；

步骤2)将所述的样品架固定在一维弧摆台上，样品固定在夹板组内，调整一维弧摆台的转动角度α，使曝光光束入射样品的入射光束锥角θ”＝θ'±α；

步骤3)对样品进行曝光，曝光后使用马弗炉对样品进行热处理；

步骤4)热处理后对样品前后表面进行抛光；

步骤5)在样品前后表面镀制1064nm标准增透膜，取下样品，即得到矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器。

所述的一维弧摆台的转动角度范围为-30°～30°。

所述的可调矢量补偿器可以对入射光束锥角θ在θ'-30°～θ'+30°范围内的体布拉格光栅角度偏转器进行矢量补偿。

所述的矢量补偿体布拉格光栅角度偏转器工作时的入射光束锥角θ等于曝光光束入射样品的入射光束锥角θ”。