亚波长多台阶结构大角度激光分束器设计

分束角度是衍射型激光分束器件重要性能指标之一。目前对大角度衍射分束元件的研究局限于Dammann光栅,Dammann光栅依靠周期内相位突变点对入射光波进行调制,其分束均匀性对突变点精度非常敏感,现有加工技术无法满足设计精度的要求。针对这一问题,提出利用亚波长多台阶结构来实现大角度的激光分束,给出了一个1×16,入射光波长1.55 μm,衍射角29°的16台阶亚波长分束光栅设计实例。设计时利用标量理论获得一个多台阶结构作为初值,经严格耦合波理论结合遗传算法进行矢量优化后衍射效率达到89%,均匀性误差为4.53%。结果表明,亚波长多台阶结构能够实现大角度、高衍射效率以及高均匀性的激光分束。