相位掩模版

產(chǎn)品介紹

相位掩模版用于制造光纖布拉格光柵，它是控制高性能光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中波長(zhǎng)選擇性和色散補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵組件。相位掩模版具有廣泛的應(yīng)用，但是比較常見(jiàn)的是，PMT相位掩模版（本身就是光柵）用于記錄其他光柵，例如集成光學(xué)設(shè)備中的平面波導(dǎo)光柵和光纖布拉格光柵（FBG）。FBG是位于光纖芯中的光頻率濾波器。相位掩模版技術(shù)是相位掩模版制造領(lǐng)域的領(lǐng)/跑者。相掩模制造廠位于加利福尼亞州弗里蒙特，涉及微細(xì)加工和全息技術(shù)方面的復(fù)雜而苛刻的技術(shù)。

指/定標(biāo)準(zhǔn)或自定義相位掩模版時(shí)，需要執(zhí)行一些重要的步驟和計(jì)算，以確保設(shè)備按預(yù)期運(yùn)行。本文將幫助您檢查在指/定下一個(gè)任務(wù)關(guān)鍵階段掩碼時(shí)所需的總體配置和公式。

相位掩模版介紹

相掩模是表面起伏光柵，通常在熔融石英中蝕刻，如圖1所示。 在大多數(shù)應(yīng)用中，相位掩模版本質(zhì)上用作精密衍射光柵，它將通常在UV光譜范圍內(nèi)的入射單色光束分成兩個(gè)出射光束。 這兩個(gè)出射光束在它們重疊的區(qū)域中產(chǎn)生干涉圖樣，如圖2所示。

相位掩模版具有廣泛的應(yīng)用，但是比較常見(jiàn)的是，PMT相位掩模版用于記錄其他光柵。 這些的典型示例是集成光學(xué)器件中使用的平面波導(dǎo)光柵和光纖布拉格光柵（FBG）。 FBG是光纖纖芯折射率的周期性調(diào)制，通常用于在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)下產(chǎn)生高反射特性。

相位掩模版配置

大多數(shù)相位掩模版均采用高純度的紫外線透明熔融石英制成，但也可以使用其他材料。 可訪問(wèn)的數(shù)據(jù)表提供了我們標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品各種相位掩模版參數(shù)范圍的概述。

相位掩模版光柵的“周期"（或“間距"）范圍從幾百納米到近2000納米（2微米）。 光柵區(qū)域的尺寸范圍很廣，從幾平方毫米到10毫米乘120毫米不等。 在其上蝕刻了相位掩模版光柵的二氧化硅襯底的厚度通常為1/8“。更長(zhǎng)的光柵輪廓基本上是二進(jìn)制的（矩形波）周期，并且在較短的周期內(nèi)趨于準(zhǔn)正弦曲線。

通常以+ 1 / -1或0 / -1兩種配置中的一種來(lái)使用相位掩模版，其中數(shù)字是指包含大量衍射光的衍射級(jí)數(shù)。

在+ 1 / -1配置中，UV輻射以垂直入射的方式對(duì)準(zhǔn)相位掩模版，由出射光束的干涉產(chǎn)生的條紋圖案的周期恰好是相位掩模版光柵周期的一半，如下所示： 如圖3所示。 在0 / -1配置中，UV輻射以特定選擇的入射角射向相位掩模版，并且條紋圖案的周期與相位掩模版光柵的周期相等。

圖4的上部是+ 1 / -1配置中FBG記錄的示意圖。 紫外線通常入射在相位掩模版上。 條紋的圖案是高強(qiáng)度和低強(qiáng)度的固定交替區(qū)域，是由于兩個(gè)出射光束的干涉而產(chǎn)生的。一段光纖（通常由二氧化硅制成）以這種干涉圖案放置。 通常通過(guò)摻雜鍺，錫，硼，磷和其他元素的氧化物，使纖芯具有光敏性。 由于這種光敏性，纖芯的折射率通過(guò)暴露于紫外線輻射而改變。因此，暴露于干涉圖案會(huì)導(dǎo)致芯材料中折射率的周期性調(diào)制。 結(jié)果是光纖布拉格光柵（FBG），如圖4底部所示。

在工作中，F(xiàn)BG充當(dāng)窄帶抑制濾波器，如圖5所示。 具體而言，一個(gè)波長(zhǎng)被FBG高度反射，而其他波長(zhǎng)未衰減地通過(guò)。 FBG位于許多光纖傳感設(shè)備和電信組件的核心。 它們是許多光纖系統(tǒng)中的基本構(gòu)建塊。

相位掩模版公式

當(dāng)相位掩模版以+ 1 / -1配置運(yùn)行時(shí)，紫外線通常會(huì)入射在光柵上，如圖6所示。 衍射角θ0，θ-1，θ+ 1，θ-2，θ+ 2等由下式給出：UV波長(zhǎng)λUV和相位掩模版周期ΛPM

sinΘm= mλUV/ΛPM

由+1和-1光束的干涉產(chǎn)生的條紋圖案的周期正好是相位掩模版周期的一半，而與入射輻射的波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。

PMT的相位掩模版經(jīng)過(guò)優(yōu)化，因此+1和-1階的強(qiáng)度z大，而零階的強(qiáng)度z小。 同樣，如果存在更高階數(shù)的強(qiáng)度（m =±2，±3等），也將被z小化。

如圖7所示，相位掩模版也可以在0 / -1配置下運(yùn)行。該配置由條件|Θ0| = |Θ-1|定義，該條件確保條紋垂直于相位掩模版表面。

為了滿(mǎn)足此條件，所需的入射角為：

| sinΘin| = | sinθ0| =λUV/（2ΛPM）

此外，如果滿(mǎn)足條件（2/3）ΛPM<λUV<2ΛPM，那么將只有一個(gè)衍射階（-1階），而沒(méi)有其他階（例如+ 1，±2，±3） 等）。 換句話說(shuō)，只有兩個(gè)輸出光束：0階和-1階。 這保證了干凈的條紋圖案。

由0階和-1階光束的干涉產(chǎn)生的條紋圖案的周期正好等于相位掩模版周期的周期。

無(wú)論入射輻射的波長(zhǎng)如何，這都是正確的，而且不管是否在這種條件， |sin Θin| = λUV /(2 ΛPM )都可實(shí)現(xiàn)。

統(tǒng)一相位掩模版（RPM）

規(guī)格

對(duì)于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

訂購(gòu)信息：RPM（如果啁啾則為RPMC）-<激光波長(zhǎng)>-<掩模周期>-<（光柵尺寸（寬x長(zhǎng)））基板尺寸（寬x長(zhǎng)）>。

示例：將17.2 mm x 25.4 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準(zhǔn)/分子/激光器一起使用，周期為1.0600 µm，指/定為：RPM-248-1.0600-（10 x 20）17.2 x 25.4。

8 nm / cm mask掩模的示例：RPMC-248-1.0600-（10 x 20）17.2 x 25.4-8 nm / cm。

啁啾相位掩模版（RPMC）

規(guī)格

對(duì)于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

訂購(gòu)信息：RPM（如果啁啾則為RPMC）-<激光波長(zhǎng)>-<掩模周期>-<（光柵尺寸（寬x長(zhǎng)））基板尺寸（寬x長(zhǎng)）>。

示例：將17.2 mm x 25.4 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準(zhǔn)/分/子/激光器一起使用，周期為1.0600 µm，指/定為：RPM-248-1.0600-（10 x 20）17.2 x 25.4。

8 nm / cm mask掩模的示例：RPMC-248-1.0600-（10 x 20）17.2 x 25.4-8 nm / cm。

長(zhǎng)相掩模（LPM）

規(guī)格

對(duì)于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

訂購(gòu)信息：LPM（如果啁啾則為L(zhǎng)PMC）-<激光波長(zhǎng)>-<掩模周期>-<（光柵尺寸（寬x長(zhǎng)））基板尺寸（寬x長(zhǎng)）>。

示例：將15 mm x 127 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準(zhǔn)/分/子/激光器一起使用，周期為1.0600 µm，指/定為：LPM-248-1.0600-（10 x 120）17.2 x 127。

0.083 nm / cm mask掩模的示例：LPMC-248-1.0600-（10 x 120）17.2 x 127-0.083 nm / cm。

定制相位掩模版

規(guī)格

自定義配置示例

請(qǐng)注意，這些圖紙僅用于說(shuō)清目的，并不反映Coherent的制造限制。 我們很高興與您合作，以滿(mǎn)足您的特定設(shè)計(jì)要求。