Анализ оптической схемы перестраиваемого интерферометра с точной фиксацией интерференционной решётки на неподвижном фоточувствительном образце

Полный текст на elibrary.ru

Ссылка для цитирования:

Микерин С.Л., Угожаев В.Д. Анализ оптической схемы перестраиваемого интерферометра с точной фиксацией интерференционной решётки на неподвижном фоточувствительном образце // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 4. С. 92–104. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-04-92-104

Mikerin S.L., Ugozhaev V.D. Analysis of the optical scheme of a tunable interferometer with exact fixation of the interference grating on a stationary photosensitive sample [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 4. P. 92–104. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-04-92-104

Ссылка на англоязычную версию:

test

Аннотация:

Предмет исследования. Аналитически исследована голографическая система на основе светоделительного кубика с перестраиваемым углом схождения двух интерферирующих световых пучков, предназначенная для записи дифракционных решёток. Исходный световой пучок вводится в кубик посредством подвижного зеркала, которое совершает совместно линейное и угловое перемещения, благодаря чему осуществляется перестройка угла схождения. Для комбинированного перемещения подвижного зеркала используется рычажный механизм, опирающийся на наклонную направляющую. Цель работы. Нахождение такого способа согласования обоих перемещений подвижного зеркала, при котором интерференционная решётка, создаваемая в плоскости полного взаимного перекрытия сходящихся пучков, оказывалась бы неподвижной при перестройке угла схождения. Метод. Анализ хода световых пучков в системе проводился в рамках геометрической оптики. Основные результаты. Было найдено, что для фиксации пространственного положения интерференционной решётки контактный профиль направляющей должен быть криволинейным. Выведена точная функциональная зависимость огибающей этого профиля, рассчитаны перестроечные характеристики в зависимости от положения фоточувствительного образца относительно светоделительного кубика. Практическая значимость. Такое исполнение исследованной голографической системы открывает возможность использовать световые пучки любого диаметра без коррекции системы.

Благодарность: работа выполнена за счёт субсидии на финансовое обеспечение выполнения государственного задания ИАиЭ СО РАН (проект № 1210317000304).

Ключевые слова:

двухлучевой интерферометр, светоделительный кубик, неподвижные зеркала, неподвижный фоточувствительный образец, интерференционная решётка, перестройка периода, интерференционная литография

Коды OCIS: 080.0080, 080.2740, 080.4035, 120.3180, 120.4570, 120.4640, 220.2740

Список источников:

1. Gleeson M.R., Sheridan J.T., Bruder F.-K., Rölle T., Berneth H., Weiser M.-S., Fäcke T. Comparison of a new self-developing photopolymer with AA/PVA based photopolymer utilizing the NPDD model // Optics Express. 2011. V. 19. № 27. P. 26325. https:doi.org/10.1364/OE.19.026325

2. Olivares-Pérez A., Toxqui-López S., Padilla-Velasco A.L. Nopal cactus (Opuncia Ficus-Indica) as a holographic material // Materials. 2012. V. 5. № 11. P. 2383–2402. https:doi.org/10.3390/ma5112383

3. Nimmi K.P., Pramitha V., Sreekumar K., Kartha C.S., Joseph R.J. Effect of concentration of DYE on the storage life of plane wave gratings on photopolymer film // J. of Applied Polymer Science. 2012. V. 125. № 2. P. 1238–1243. https:doi.org/10.1002/app.34963

4. Zhizhchenko A.Yu., Vitrik O.B., Kulchin Yu.N. Recording and thermo developing of latentphase holograms in the photosensitive polymer material based on anthracylacetonatoboron difluoride // Optical Materials. 2015. V. 46. P. 265–269. https:doi.org/10.1016/j.optmat.2015.04.030

5. Matusevich V., Tolstik E., Kowarschik R., Egorova E., Matusevich Yu.I., Krul L. New holographic polymeric composition based on plexiglass, polyvinyl butyral, and phenanthrenquinone // Optics Communications. 2013. V. 295. P. 79–83. https:doi.org/10.1016/j.optcom.2013.01.016

6. Смирнова Т.Н., Кохтич Л.М., Сахно О.В., Штумпе И. Голографические нанокомпозиты для записи периодических структур полимер-наночастицы. I. Общий подход к выбору компонент нанокомпозитов и их голографические свойства // Оптика и спектроскопия. 2011. Т. 110. № 1. С. 135–142.

7. Смирнова Т.Н., Кохтич Л.М., Сахно О.В., Штумпе И. Голографические нанокомпозиты для записи периодических структур полимер-наночастицы. II. Механизм образования объемной периодической структуры полимер-НЧ и влияние параметров формирующего поля на эффективность структуры // Оптика и спектроскопия. 2011. Т. 110. № 1. С. 143–150.

8. Smirnova T.N., Sakhno O.V., Bezrodnyi V.I., Stumpe J.J. Nonlinear diffraction in gratings based on polymer-dispersed TiO₂ nanoparticles // Applied Physics B. 2005. V. 80. № 8. P. 947–951. https:doi.org/10.1007/s00340-005-1873-7

9. Sakhno O.V., Smirnova T.N., Goldenberg L.M., Stumpe J. Holographic pattering of luminescent photopolymer nanocomposites // Material Science Engineering C. 2008. V. 28. № 1. P. 28–35. https:doi.org/10.1016/j.msec.2007.03.002

10. Назаров М.М., Хайдуков К.В., Соколов В.И., Хайдуков Е.В. Лазерное формирование брэгговских решёток в нанокомпозитных полимерных материалах // Квантовая электроника. 2016. Т. 46. № 1. С. 29–32.

11. Klepp J., Pruner C., Tomita Y., Plonka-Spehr C., Geltenbort P., Ivanov S., Manzin G., Andersen K.H., Kohlbrecher J., Ellabban M.A., Fally M. Diffraction of slow neutrons by holographic SiO₂nanoparticle-polymer composite gratings // Physical Review A. 2011. V. 84. № 1. P. 013621. https:doi.org/10.1103/PhysRevA.84.013621

12. Smirnova T.N., Sakhno O.V., Yezhov P.V., Kokhtych L., Goldenberg L.M., Stumpe J. Amplified spontaneous emission in polymer-CdSe/ZnS-nanocrystal DFB structures produced by the holographic method // Nanotechnology. 2009. V. 20. № 25. P. 245707. https:doi.org/10.1088/0957-4484/20/24/245707

13. Mikhailov V., Elliott J., Wurtz G., Bayvel P., Zayats A.V. Dispersing light with surface plasmon polaritonic crystals // Physical Review Letters. 2007. V. 99. № 8. P. 083901. https:doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.083901

14. Ангервакс А.Е., Гороховский К.С., Грановский В.А., Doan Van Bac, Иванов С.А., Окунь Р.А., Никоноров Н.В., Рыскин А.И. Голографическая призма на фототермо-рефрактивном стекле: Требования и возможности // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 123. № 6. С. 963–969.

15. Zhang Z., Xu B., He J., Hou M., Bao W., Wang Y. High-efficiency inscription of fiber Bragg grating array with high-energy nanosecond-pulsed laser talbot interferometer // Sensors. 2020. V. 20. P. 4307. https:doi.org/10.3390/s20154307

16. Konnov K.A., Varzhel S.V., Gribaev A.I., Cherepanov A.D.,·Doubenskaia M.A., Meshkovskiy I.K. Inscription of superimposed tilted fiber Bragg gratings // Optical and Quantum Electronics. 2020. V. 52. P. 169. https:doi.org/10.1007/s11082-020-02291-y

17. Полещук А.Г., Кутанов А.А., Бессмельцев В.П., Корольков В. П., Шиманский Р.В., Малышев А.И., Маточкин А.Е., Голошевский Н.В., Макаров К.В., Макаров В.П., Снимщиков И.А., Сыдык уулу Н. Микроструктурирование оптических поверхностей: технология и устройство прямой лазерной записи дифракционных структур // Автометрия. 2010. Т. 46. № 2. С. 86–96.

18. Микерин С.Л., Угожаев В.Д. Перестраиваемый голографический интерферометр с неподвижными зеркалами на основе светоделительного кубика // Автометрия. 2012. Т. 48. № 4. С. 20–32.

19. Угожаев В.Д. Перестраиваемый вращением двухлучевой интерферометр с неподвижным фоточувствительным элементом. Ч. I. Интерферометр на основе светоделительного кубика // Автометрия. 2016. Т. 52. № 2. С. 57–65. https:doi.org/ 10.15372/AUT20160207

20. Микерин С.Л., Угожаев В.Д. Двухлучевой интерферометр с неподвижным фотоприемником, перестраиваемый с помощью подвижного зеркала // Прикладная фотоника. 2018. Т. 5. № 3. С. 218–237. https:doi.org/10.15593/2411-4367/2018.3.07 21. Mikerin S.L., Ugozhaev V.D. A two-beam interferometer with the tuning of the interference pattern period by simulating its rotation // Precision Engineering. 2022. V. 78. P. 40–46. https:doi.org/10.1016/j.precisioneng.2022.07.004