Design of encapsulated transmission grism with high diffraction efficiency and low polarization

格里姆主义 材料科学 衍射效率 光学 占空比 栅栏 极化(电化学) 衍射光栅 衍射 光电子学 消光比 波长 计算机科学 工程类 物理 电气工程 计算机视觉 星星 化学 物理化学 电压 哈勃太空望远镜
作者
Yuedan Wu,Huiying Chen,Muran He,Weimin Shen
标识
DOI:10.1117/12.2689070
摘要

In view of the problems that the existing subwavelength transmission grating structure parameters require high processing technologies and are difficult to prepare, this paper explores and investigates the design simulation of encapsulated grism grating based on the finite element method (FEM). The variation of diffraction efficiency and polarization sensitivity of encapsulated grism is explored for different groove structures, trench depth and duty cycle, according to the requirements of high diffraction efficiency and low polarization sensitivity. The grating surface etched onto a fused silica substrate is formed by binary structure of grooves and trenches filled by a high refractive index multi-layer coating, working at Littrow configuration in the SWIR-1 (1590-1625nm) and SWIR-2 (1635-1670nm). The simulation results show that the average diffraction efficiency exceeds 85% and the polarization sensitivity is less than 5% with a wide tolerance range when the depth-period ratio is about 2 and the duty cycle is around 0.6. The diffraction efficiency and polarization sensitivity meet the design requirements, substantially improving the efficiency of transmission grating design and processing. This enables compact optical design to achieve high signal-to-noise ratio and low stray light to meet the critical radiation measurement accuracy requirements.
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