相位掩模版

產品介紹

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網絡中波長選擇性和色散補償的關鍵組件。相位掩模版具有廣泛的應用，但是比較常見的是，PMT相位掩模版（本身就是光柵）用于記錄其他光柵，例如集成光學設備中的平面波導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。相位掩模版技術是相位掩模版制造領域的領/跑者。相掩模制造廠位于加利福尼亞州弗里蒙特，涉及微細加工和全息技術方面的復雜而苛刻的技術。

指/定標準或自定義相位掩模版時，需要執行一些重要的步驟和計算，以確保設備按預期運行。本文將幫助您檢查在指/定下一個任務關鍵階段掩碼時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。 在大多數應用中，相位掩模版本質上用作精密衍射光柵，它將通常在UV光譜范圍內的入射單色光束分成兩個出射光束。 這兩個出射光束在它們重疊的區域中產生干涉圖樣，如圖2所示。

相位掩模版具有廣泛的應用，但是比較常見的是，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器件中使用的平面波導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制，通常用于在一個或多個波長下產生高反射特性。

相位掩模版配置

大多數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。 可訪問的數據表提供了我們標準產品各種相位掩模版參數范圍的概述。

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“。更長的光柵輪廓基本上是二進制的（矩形波）周期，并且在較短的周期內趨于準正弦曲線。

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

在+ 1 / -1配置中，UV輻射以垂直入射的方式對準相位掩模版，由出射光束的干涉產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。 條紋的圖案是高強度和低強度的固定交替區域，是由于兩個出射光束的干涉而產生的。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，纖芯的折射率通過暴露于紫外線輻射而改變。因此，暴露于干涉圖案會導致芯材料中折射率的周期性調制。 結果是光纖布拉格光柵（FBG），如圖4底部所示。

在工作中，FBG充當窄帶抑制濾波器，如圖5所示。 具體而言，一個波長被FBG高度反射，而其他波長未衰減地通過。 FBG位于許多光纖傳感設備和電信組件的核心。 它們是許多光纖系統中的基本構建塊。

相位掩模版公式

當相位掩模版以+ 1 / -1配置運行時，紫外線通常會入射在光柵上，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λUV和相位掩模版周期ΛPM

sinΘm= mλUV/ΛPM

由+1和-1光束的干涉產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無關。

PMT的相位掩模版經過優化，因此+1和-1階的強度z大，而零階的強度z小。 同樣，如果存在更高階數的強度（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。

為了滿足此條件，所需的入射角為：

| sinΘin| = | sinθ0| =λUV/（2ΛPM）

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

由0階和-1階光束的干涉產生的條紋圖案的周期正好等于相位掩模版周期的周期。

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

統一相位掩模版（RPM）

規格

對于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

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

示例：將17.2 mm x 25.4 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準/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）

規格

對于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

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

示例：將17.2 mm x 25.4 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準/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。

長相掩模（LPM）

規格

對于啁啾掩模：中心周期精度：±0.5 nm，中心定位誤差為±200 µm。

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

示例：將15 mm x 127 mm尺寸的相位掩模版與248 nm的KrF準/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

規格

自定義配置示例

請注意，這些圖紙僅用于說清目的，并不反映Coherent的制造限制。 我們很高興與您合作，以滿足您的特定設計要求。