[发明专利]光栅衍射效率测试装置及方法

说明书

本发明提供一种光栅衍射效率测试装置及方法，其中的装置包括光源、设置在光源与待检测的衍射光波导之间的分束装置、设置在衍射光波导一侧的棱镜，以及第一光功率计和第二光功率计；其中，分束装置用于将光源发射的光束分为第一光束和第二光束，第一光功率计用于检测第一光束的第一功率；第二光束通过衍射光波导的耦入光栅进入衍射光波导内部后经棱镜射出；或者，第二光束经棱镜进入衍射光波导内部，并从衍射光波导的耦出光栅射出；第二光功率计用于检测经衍射光波导或者棱镜射出的第二光束的第二功率；根据第一功率和第二功率确定衍射光波导的衍射效率。利用上述发明能够实现耦出区和耦入区的分别测试，提高光栅衍射效率的测试精度。

技术领域

本发明涉及光学测试技术领域，更为具体地，涉及一种光栅衍射效率测试装置及方法。

背景技术

由于衍射光波导的衍射效率决定了波导片对光的利用效率，可知衍射光波导衍射效率对于光波导而言是一个非常重要的参数，因此测量衍射光波导的衍射效率是一项必要的检测项。

目前，在对光栅衍射效率进行测量时，需要通过光功率计采集光栅的一级衍射光，进而通过计算一级衍射光的功率与入射光功率的比值计算光栅的衍射效率。但是，在测量衍射光波导的光栅效率时，需要将光波导中的一级衍射光导出到空气介质中进行测试，导致测试方法只能测试耦入耦出光栅效率的整体效率，不能对耦入区及耦出区光栅的衍射效率进行分别测试，导致测试速度慢、准确度低。

具体地，光在光波导的传播过程如下：光源产生的光线照射到波导片的耦入区，耦入光栅会将入射光线部分能量耦入到波导里面。当光传播到耦出区时，波导里的光线会通过耦出光栅传播出来。在现有的衍射光波导的衍射效率测试中，只能测试衍射光波导整体的衍射效率值，而不能对耦入和耦出区光栅效率单独进行测试，由于光在光波导传输的过程中会损失掉一部分能量，导致整体衍射效率值不等于耦入光栅与耦出光栅衍射效率的乘积，进而测试结果的准确性也不能得到保证。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种光栅衍射效率测试，以解决目前光栅衍射效率测试存在的速度慢、准确性低等问题。

本发明提供的一种光栅衍射效率测试装置，包括光源、设置在光源与待检测的衍射光波导之间的分束装置、设置在衍射光波导一侧的棱镜，以及第一光功率计和第二光功率计；其中，分束装置用于将光源发射的光束分为第一光束和第二光束，第一光束反射至第一光功率计处，第一光功率计用于检测第一光束的第一功率；第二光束通过衍射光波导的耦入光栅进入衍射光波导内部后经棱镜射出；或者，第二光束经棱镜进入衍射光波导内部，并从衍射光波导的耦出光栅射出；第二光功率计用于检测经衍射光波导或者棱镜射出的第二光束的第二功率；根据第一功率和第二功率确定衍射光波导的衍射效率。

此外，优选的技术方案是，当第二光束通过衍射光波导的耦入光栅进入衍射光波导内部后经棱镜射出时，棱镜和耦入光栅分别设置在衍射光波导的两侧；并且，在棱镜与衍射光波导之间涂抹有折射率匹配剂。

此外，优选的技术方案是，第二光束垂直耦入衍射光波导的耦入光栅中，在衍射光波导中产生不同衍射级次的衍射光；衍射光经过棱镜导出至第二光功率计处。

此外，优选的技术方案是，棱镜包括曲面棱镜或者三角棱镜。

此外，优选的技术方案是，当棱镜为曲面棱镜时，第二光束进入曲面棱镜的入射光线与曲面棱镜的对应位置的曲面相垂直。

此外，优选的技术方案是，当第二光束经棱镜进入衍射光波导内部，并从衍射光波导的耦出光栅射出时，在衍射光波导的延伸方向上，棱镜设置在耦入光栅和耦出光栅之间；并且，在棱镜与衍射光波导之间涂抹有折射率匹配剂。

此外，优选的技术方案是，当棱镜为曲面棱镜时，第二光束垂直曲面棱镜的对应位置的曲面射入曲面棱镜中，并经曲面棱镜进入衍射光波导内部；进入衍射光波导内部的第二光束在耦出光栅射出至第二光功率计处。