[发明专利]基于非周期亚波长光栅的光分束器及其设计方法

摘要

本发明公开了一种基于非周期亚波长光栅的光分束器及其设计方法，属于光电子技术领域。所述方法包括建立三维坐标系，通过一维、二维和三维光栅构成非周期的光栅基本单元，周期性的延拓所述的光栅基本单元形成具有两个偏转角度的光分束器。本发明能够实现垂直方向上光的分束，并且仅为功率分束，使子分束光仍能维持为入射光的形态；采用光栅块结构组成的光栅基本单元周期性排列，可以形成任意一维、二维或三维光栅，具有无限延拓性。

主权项

1.基于非周期亚波长光栅的光分束器的设计方法，其特征在于：所述设计方法包括如下步骤，步骤一、建立三维坐标系；在平面介质底座上建立三维坐标系oxyz，其中，x轴和y轴位于平面介质底座所在平面内，x轴水平向右，z轴满足右手定则；步骤二、构建光栅基本单元；如是一维光栅，则选取能实现高透射或者高反射的光栅条，在x轴维度上设计光栅条的排列规则，并区分为A组和B组；如是二维光栅或者三维光栅，则选取能实现高透射或者高反射的光栅块，在x轴和y轴两个维度上设计光栅块的排列规则，光栅块的高度相同或不完全相同，并区分为A组和B组；A组和B组构成能形成使光束在相应维度上沿着两个任意偏转角度θ₁和θ₂分束的非周期光栅基本单元；在某一维度上，给定θ₁、θ₂和η后，求解光栅条或光栅块的周期，得到光栅基本单元；步骤三、将光栅基本单元进行周期性地延拓，形成光分束器；将光栅基本单元沿着一维光栅、二维光栅或者三维光栅进行周期性延拓，再根据偏转相位规则，选择各光栅条或光栅块的占空比，获取使光束偏转的相位分布，最终设计完成所述的光分束器，并且任意两个同一维度上的以延拓周期为间距的光栅条或光栅块在各偏转方向上的光程差为波长的整数倍，即满足整数波带法。