论文主体思路

论文主要贡献

研究了孔洞形状（圆形、矩形、菱形和六边形）和孔洞位置分布对衍射性能的影响，证明了六边形孔的准三角形阵列对抑制高阶衍射非常有利。
传统的光栅表现为多级衍射，在实际的宽带应用中，高阶衍射总是与一阶衍射重叠。因此，需要复杂的展开过程来过滤杂散光。
抑制高阶衍射的另一种方法是将光栅周期减小到波长大小。据报道，在可见光波段可获得高达100%的负一阶衍射效率。
由于衍射光栅的光学特性是孔的形状和空间分布的协同作用的结果。
具有特殊形状的准周期性分布孔可以实现更多的自由度（孔的空间位置和几何形状），从而实现复杂的功能，这是传统光栅在几何控制上有限的周期性特征所无法实现的。具体地说，可以通过具有特定分布和特定孔形状的准周期阵列的光的相消干涉来实现对高阶衍射的抑制。同时，不同孔径光的相消干涉可以提高一阶衍射效率。
首先，我们研究了孔的形状和位置分布对衍射特性的影响。
然后，我们解析地证明了准三角形六方孔阵列完全抑制了二阶、三阶、四阶、五阶和六阶衍射。与一阶衍射相比，七阶衍射较小。
我们的结构在微米尺度周期内的衍射图被实验呈现，并证明了二阶、三阶、四阶、五阶和六阶衍射完全被抑制，这与理论预测和模拟结果在质量上是一致的。我们还比较了我们的准周期光栅和传统的准周期光栅的衍射模式和高阶衍射的抑制效果。

附录与补遗

黑白光栅与正弦光栅

振幅型与相位型正弦光栅

振幅型：光栅的透过率函数符合一个正弦sin函数的分布。
相位型：光栅对相位的调制符合一个正弦sin函数的分布。
相位型光栅通常有更高的衍射效率，因为不吸收光能，而是通过相位延迟来调制光波。而振幅型光栅会有吸收，导致能量损失。因此，传递函数在相位型光栅中可能表现出不同的特性，比如更高的高频成分传递能力。

准三角阵列光栅示意图

(a)准三角形阵列光栅示意图。

(b)光栅平面和观察平面的坐标系。

孔的形状对衍射图样的影响

实验装置

光栅制作工艺

六角形孔的准三角形阵列的衍射图样

(a)具有六边形孔的准三角形阵列的远场衍射强度图案。（b）沿着光轴的衍射强度。

插图：0级和1级衍射的强度分布。
图6（b）中的插图清楚地显示了沿光轴沿着的光强分布，仅存在0级和1级衍射，1级衍射效率为24.65%，与理论值24.26%略有差异，同时，高阶衍射已全部消失。

传统1∶1光栅的远场衍射强度图

(a)传统1∶1光栅的远场衍射强度图。(b)衍射强度沿着光轴。插图：0级、1级、3级和5级衍射的强度分布。
为了比较，我们还制作并测量了一个周期为24 μm的传统1∶1光栅，其衍射特性如图7所示。此外，图7（B）中的插图清楚地显示了0、1、3和5阶衍射的强度分布。3和5阶衍射清晰可见，如图7所示。

论文中可以引用的部分

论文中关于衍射的公式可以引用。

关于文献

题目及期刊

题目：Effects of structure parameters on high-order diffraction suppression of quasi-periodic gratings

结构参数对准周期光栅高阶衍射抑制的影响

期刊：Journal of the Optical Society of America B （三区）

引用

Pu, Tanchao, et al. “Effects of Structure Parameters on High-Order Diffraction Suppression of Quasi-Periodic Gratings.” Journal of the Optical Society of America B 35.4 (2018). Print.

作者信息

作者：TANCHAO PU，ZIWEI LIU，LINA SHI，GUANYA WANG，JIEBIN NIU，AND CHANGQING XIE

发表时间

日期：2018年

阅读时间

日期：2025年2月25日-2025年2月27日

开源代码及其它

GitHub：无