跨尺度納米結構功能光學器件的製造與套用研究

《跨尺度納米結構功能光學器件的製造與套用研究》是依託蘇州大學，由袁孝擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：跨尺度納米結構功能光學器件的製造與套用研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：袁孝
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

大型光學觀測系統、各種精密光學探測系統、先進雷射技術套用研究、特別是慣性約束聚變驅動器（ICF）研究中的一個熱點研究問題，就是需要光學系統具有良好的光譜選擇特性、角度選擇特性和空間濾波特性。本課題主要開展跨尺度納米結構功能光學器件的微納加工技術研究及其性能表征研究，結合光熱敏折射率玻璃的特性，主要研究跨尺度納米結構功能光學器件的加工技術；研究納米結構光學器件及其光譜選擇特性和角度選擇特性；採用雷射直接刻模技術開展大尺寸光子晶體器件研究，研究光子晶體器件的負折射率效應特性和色散特性，為發展新型跨尺度納米結構光學器件製備技術以及納米結構器件的套用開展技術基礎研究。該課題是結合材料科學和光學技術製備新型功能光學元件於一體的納米加工製備新技術，不僅在納米結構光學器件的微納加工技術發展方面具有重要的意義，而且該課題的研究在發展先進雷射科學技術、光學觀測和現代通訊等高新技術領域具有重要的實用價值。

結題摘要

本課題主要開展跨尺度納米結構功能光學器件的微納加工技術研究及其套用性能表征研究，為了有效地開展課題研究，以Bragg體光柵為典型核心器件，開展了以光熱敏折射率玻璃（PTR）為基底材料的跨尺度微納米結構光學器件的製造技術研究和套用評估性能研究，在器件製備技術、器件本徵性能評估和套用性能評估等方面均取得了良好進展。研究了Bragg器件製造與製備工藝的關係，解決了光熱敏折射率玻璃的配方和製備問題，獲得了均勻的PTR材料製備工藝，研製了光學級的PTR玻璃；解決了器件製備的曝光工藝和熱處理工藝，解決了器件製備中NaF微晶化過程的均勻性控制問題，成功製備了各種微納結構Bragg器件以及三維結構器件；製造的大尺寸Bragg器件具有高衍射效率、良好的角度選擇性和光譜選擇性以及高雷射損傷閾值，器件已經初步實現產品化，並成功套用於先進雷射技術研究中。在器件的套用表征研究方面，提出並實現了雷射系統中的二維角選擇近場濾波，雷射近場調製度和對比度大大改善；實現了半導體雷射輸出光譜穩定與窄化，輸出光譜在大溫度範圍內穩定無漂移。此外，實現了超短脈衝雷射的展寬，開展了光束合成初步研究。該研究結果為今後開展更大尺寸的微納結構光學器件研究以及器件在雷射技術和光學探測技術方面的套用研究奠定了良好的基礎。