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完全实现自主可控的国产光栅设计软件

中国激光 2024年第14期 272-282页

作者：丁新辉余惠李大为张军勇王利周琼卢兴强中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室中国科学院大学

通过对傅里叶模态法（也称严格的耦合波分析算法）的攻关与研究，介绍了一款国产的光栅设计与分析软件——光栅设计者。该软件独立开发，并完全自主可控，旨在填补国内光栅光学设计分析软件的空白。软件从算法开发与攻关开始，目前已取... 详细信息

通过对傅里叶模态法（也称严格的耦合波分析算法）的攻关与研究，介绍了一款国产的光栅设计与分析软件——光栅设计者。该软件独立开发，并完全自主可控，旨在填补国内光栅光学设计分析软件的空白。软件从算法开发与攻关开始，目前已取得了重大进展并即将发布。软件核心代码的自主率达到100%，与VirtualLab和Gsolver等国际主流光栅设计软件的计算精度相当，且支持更多光栅类型的设计与分析，包含一维、二维光栅及微结构和超表面等复杂光学结构。光栅设计者以简明的界面，表格化的参数输入，灵活多变的光栅结构建模，强大的参数扫描能力和高效的并行效率为特点，降低了用户的学习成本，适用于从极紫外到太赫兹波段的电磁场计算与分析。

关键词：光栅光栅设计光学设计严格耦合波分析超表面微结构设计

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紫外高分辨率像散校正型罗兰全息光栅设计

光谱学与光谱分析 2017年第11期37卷 3616-3620页

作者：赵旭龙巴音贺希格李文昊姜岩秀吴娜张桐中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了降低紫外高分辨率罗兰光栅的像散对光谱像高展宽的影响,提出了在罗兰圆上使用球面波非对称曝光设计思路。推导完全校正离焦和子午彗差的表达式,讨论了多种罗兰光栅记录结构的局限性,优选适合校正紫外高分辨率罗兰光栅的优化方法。... 详细信息

为了降低紫外高分辨率罗兰光栅的像散对光谱像高展宽的影响,提出了在罗兰圆上使用球面波非对称曝光设计思路。推导完全校正离焦和子午彗差的表达式,讨论了多种罗兰光栅记录结构的局限性,优选适合校正紫外高分辨率罗兰光栅的优化方法。通过全息光栅像面展宽表达式,指出像散和弧矢彗差是影响光谱像高的主要因素,并分配了两者的优化权重。利用这种优化思路,设计了工作波段110~200nm紫外高分辨率罗兰光栅,同时对比分析了传统光栅的像差系数和像高变化规律、像面结构和光谱分辨率。结果表明,和传统罗兰光栅分辨率处于同一数量级的情况下,所设计光栅光谱像高由25mm降低到1.5mm,谱面能量集中度有显著的提高。

关键词：罗兰光栅像散校正光栅设计

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基于多子群竞争进化规划算法的光纤光栅设计

光电子．激光 2007年第5期18卷 547-549页

作者：黄桂岭赵启大郭团刘丽辉薛力芳高世钰董波南开大学现代光学研究天津300071

从光栅传输矩阵分析法出发,提出了一种基于多子群竞争进化规划算法的光纤Bragg光栅(FBG)设计方法,进而设计了用于滤波的均匀FBG和用于色散补偿的啁啾FBG(CFBG)的结构参数。结果表明,本文设计方法可直接确定FBG的结构参数,在不同的设计... 详细信息

从光栅传输矩阵分析法出发,提出了一种基于多子群竞争进化规划算法的光纤Bragg光栅(FBG)设计方法,进而设计了用于滤波的均匀FBG和用于色散补偿的啁啾FBG(CFBG)的结构参数。结果表明,本文设计方法可直接确定FBG的结构参数,在不同的设计精度要求下所设计的FBG分析曲线与目标曲线吻合很好,所采用算法具有比传统的进化规划算法快几10倍的收敛速度和更好的稳定性。

关键词：光纤Bragg光栅(FBG) 进化规划算法传输矩阵法光栅设计

迭代法在高效等强多光束分光光栅设计中的应用

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光学学报 1986年第6期6卷 567-572页

作者：吴周令陆达金国藩清华大学精密仪器与机械学系

在高效等强多光束分光光栅的设计中引入迭代法,形成了一种新的设计思想;9光束高效等强多光束分光光栅的设计实例初步说明了该设计思想的可行性.

关键词：多光束迭代法逐次逼近法数值分析光栅设计分光

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二维计量型平面光栅的设计

光学学报 2023年第19期43卷 24-32页

作者：袁伟朱煜张鸣王磊杰清华大学机械工程系北京100084

针对二维计量型平面光栅的设计和加工中工艺参数复杂的难点,本文基于电磁波时域有限差分方法,对硅基二维平面光栅的设计仿真进行了探索和研究,并进行了工艺实验验证。围绕平面光栅对衍射效率、衍射效率均衡性等指标的高要求,对不同结构... 详细信息

针对二维计量型平面光栅的设计和加工中工艺参数复杂的难点,本文基于电磁波时域有限差分方法,对硅基二维平面光栅的设计仿真进行了探索和研究,并进行了工艺实验验证。围绕平面光栅对衍射效率、衍射效率均衡性等指标的高要求,对不同结构、槽深和占空比下二维光栅偏振衍射效率受到的影响和变化规律进行了探索。仿真和实验结果表明,在占空比45.0%~46.7%附近,随着槽深增大,S偏振衍射效率逐渐减小,P偏振衍射效率逐渐增大;光栅槽深在260 nm附近时,不同偏振衍射效率可以达到平衡,带圆角的梯台结构光栅模型与实际工艺结果相近,衍射效率和偏振衍射均衡性等符合设计要求。仿真结果与实际工艺结果基本一致,表明其精度满足要求,大幅度提高了平面光栅设计和加工的效率。

关键词：光栅设计光栅仿真光栅制造衍射光栅衍射效率

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用于平场光谱仪的非球面全息凹面光栅设计

应用激光 2005年第4期25卷 255-258页

作者：臧峥宁唐敏学李朝明吴建宏苏州大学信息光学工程研究所苏州215006

基于全息凹面光栅理论和ZEMAX软件,设计了一种用于平场光谱仪的消象差平场非球面全息凹面光栅。与采用相同口径、相同相对孔径的全息凹球面光栅构成的平场光谱仪比较,在入射狭缝宽度相同的情况下,该光栅所构成的平场光谱仪的分辨率得到... 详细信息

基于全息凹面光栅理论和ZEMAX软件,设计了一种用于平场光谱仪的消象差平场非球面全息凹面光栅。与采用相同口径、相同相对孔径的全息凹球面光栅构成的平场光谱仪比较,在入射狭缝宽度相同的情况下,该光栅所构成的平场光谱仪的分辨率得到明显提高。同时,利用较大相对孔径非球面全息凹面光栅,可使平场光谱仪的结构更紧凑,从而可实现平场光谱仪的小型化。

关键词：平场光谱仪非球面全息凹面光栅全息凹面光栅光栅设计光谱仪非球面平场 ZEMAX软件相对孔径狭缝宽度消象差

一种基于因果分析的光纤Bragg光栅设计方法

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光通信研究 2003年第1期 58-62页

作者：肖凌燕许远忠黄德修华中科技大学光电子工程系湖北武汉430074 武汉光迅科技有限责任公司湖北武汉430074

从光栅矩阵分析法出发 ,介绍了一种基于因果分析的光纤 Bragg光栅设计方法 ,并采用该方法分别设计了用于滤波的均匀光纤 Bragg光栅和用于色散补偿的啁啾光纤光栅的结构参数 .结果表明。

关键词：光纤Bragg光栅因果分析光栅设计 FBG

衍射光栅空间滤波理论与光栅设计、制作实验方法研究

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衍射光栅空间滤波理论与光栅设计、制作实验方法研究

作者：王仁杰东北师范大学

学位级别：硕士

光电编码器是综合光、电、机为一体的精密测量仪器,基于其精度高、分辨力高、稳定性好、寿命长、操作方便等优点,在航天航空、军事、工业、交通、科研等领域有着广泛应用。光栅莫尔条纹信号质量是决定编码器性能的关键指标,而光栅精度... 详细信息

光电编码器是综合光、电、机为一体的精密测量仪器,基于其精度高、分辨力高、稳定性好、寿命长、操作方便等优点,在航天航空、军事、工业、交通、科研等领域有着广泛应用。光栅莫尔条纹信号质量是决定编码器性能的关键指标,而光栅精度是影响条纹信号质量的主要因素,从光栅角度出发,开展光栅空间滤波理论、光栅的设计与制作的实验研究对于提高编码器测量精度具有重要意义。通过阅读国内外大量文献,分析国内外基于莫尔条纹光电信号补偿技术的研究进展及发展趋势,从衍射光栅的干涉光场、衍射光场及空间滤波成像三个方面进行了理论研究,从理论方面对本文的研究课题进行了相关推理;提出了采用光学方法提高光栅信号质量的设计方案。以正弦光栅和矩形光栅为研究对象,设计了制作正弦光栅的光学系统和检测正弦光栅质量的系统;采用马赫-曾德尔干涉法制作多光束干涉光栅,对矩形光栅和制作的多光束干涉光栅进行空间滤波成像处理,并对空间滤波成像处理前后各个光栅的光栅常数进行检验;选取平行光和点光源两种光源垂直照射衍射光栅,用面阵CCD和线阵CCD采集信息,从条纹质量、透过率函数和频谱三个方面对光栅进行检验。通过对衍射光栅进行滤波成像处理实验研究,得出结论:空间滤波成像处理可以有效地抑制高次谐波的含量,可明显地增强光栅的正弦性,使光栅的信号质量得到较大的改善;且随着衍射光栅频率逐渐增大,光栅的正弦性逐渐提高。本课题从衍射光栅研究角度,为提高编码器的精度奠定了实验基础。

关键词：衍射光栅空间滤波光栅设计信号质量

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新型长周期光纤光栅的设计与研制进展

物理学报 2017年第7期66卷 28-47页

作者：张伟刚张严昕耿鹏程王标李晓兰王松严铁毅南开大学现代光学研究所光学信息技术教育部重点实验室天津300350 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384 中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220 天津理工大学理学院天津300384

长周期光纤光栅(long-period fiber grating,LPFG)是一种宽带的透射型无源光子器件,在光纤通信和光纤传感领域应用广泛.本文从折射率空间调制的角度,根据栅格周期长短、折射率调制深度和栅面法线取向三个特征参数,对LPFG进行了分类并分... 详细信息

长周期光纤光栅(long-period fiber grating,LPFG)是一种宽带的透射型无源光子器件,在光纤通信和光纤传感领域应用广泛.本文从折射率空间调制的角度,根据栅格周期长短、折射率调制深度和栅面法线取向三个特征参数,对LPFG进行了分类并分析了其不足,定义了新型长周期光纤光栅(novel long-period fiber grating,NLPFG)概念并指出了其研究意义;阐述了典型的LPFG写制新技术,建立了NLPFG模型和设计理论;提出了NLPFG正、反向设计流程,阐述了NLPFG典型设计方法;综述了近年来NLPFG的研制及典型应用,展望了NLPFG研究的发展趋势.

关键词：光纤光栅长周期光纤光栅光栅设计光栅研制