二维计量平面光栅

衍射效率均衡

针对光栅测量系统设计的硅基二维平面光栅，通过优化结构实现P偏振与S偏振衍射效率的均衡，满足二维计量应用。

Wei, Yuan · 朱煜 · 张明 · 王雷捷

Guangxue Xuebao/Acta Optica Sinica 2023

参数信息

S偏振衍射效率

64 %

P偏振衍射效率

12 %

衍射效率恒定槽深

260 nm

技术优势

仿真周期大幅缩短

采用FDTD方法仅需模拟最小重复单元，计算速度和精度满足要求。

仿真与实验结果吻合

引入圆角梯台结构后，仿真结果与实际工艺结果一致，满足设计指标。

衍射效率均衡

在槽深260 nm时，不同偏振的衍射效率几乎恒定，同时满足衍射效率与均衡性要求。

应用场景

• 光栅尺：提供二维位移测量所需的高衍射效率光栅，提升编码器信号质量。
• 精密位移测量：作为测量基准光栅，实现纳米级精度位移测量。
• 衍射光学元件：优化占空比和槽深，获得均衡的偏振衍射特性。
• 微纳传感器：利用硅基微纳加工工艺，批量制造高性能光栅传感器。