印刷具有梯度折射率微结构的硫卤玻璃衍射光学元件的研究

摘要

通过一种高效而廉价的显微热极化工艺,在硫卤玻璃中刻印出覆盖可见到中红外波长且具有梯度折射率(GRIN)微结构的衍射光学元件(DOE)。研究了显微热极化的主要极化参数(极化电压U)对硫卤玻璃的微观形貌、微结构、衍射效果和梯度折射率的影响规律。在U为0.75~1.00 kV范围内发现了有效印刷GRIN微结构硫卤玻璃的形成区。表面形貌的深度、衍射级数随着U的增加而增加,但显微热极化对光学透过影响较小而不影响实际应用。显微热极化印刷后硫卤玻璃表面可以观察到周期长度为25μm且最大相位差高达0.60λ(λ=632.8 nm)的GRIN微结构。其衍射性能的主要来源是近阳极一侧亚表面的K+迁移和玻璃结构重排形成周期性分布的GRIN微结构。