[发明专利]一种二维拉伸槽形可调透射光栅及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种二维拉伸槽形可调透射光栅及其制备方法和应用，包括二维拉伸位移平台(2)和弹性基底闪耀光栅(4)，所述的二维拉伸位移平台(2)包括X向拉伸夹具(1)和Y向拉伸夹具(8)，所述的X向拉伸夹具(1)和Y向拉伸夹具(8)分别用于将弹性基底闪耀光栅(4)沿互相垂直的X向和Y向进行二维拉伸，所述的弹性基底闪耀光栅(4)的刻线方向沿X向或Y向。与现有技术相比，本发明在保持光栅周期不变的条件下，闪耀波长可调，具有很宽的使用波段；并且结构简单，闪耀波长易于调节。

技术领域

本发明属于光栅光谱技术领域，涉及一种二维拉伸槽形可调透射光栅，具体涉及一种使用二维拉伸制作的可调谐闪耀波长的透射式闪耀光栅。

背景技术

在光栅光谱学领域，光栅作为一种非常重要的光学元件，被广泛应用于光谱分析、集成光路、光通信、光学互连、光信息处理、光学测量等领域中。当光栅槽面为锯齿形时，由标量衍射理论知道，光栅的光谱能量集中在某个级次的某个方向的衍射波长上，该波长称为闪耀波长，对应的级次称为闪耀级次。这种光栅称为闪耀光栅。

对于一块特定的光栅，其刻线密度和光栅的槽形都是不变的(即闪耀角不变)。如果刻线密度发生变化，则整个分光系统的光路结构都将发生变化，仪器将无法使用。但是，如果光栅的刻线密度不变，而闪耀角可调，则可以达到光谱能量可调的目的。

而现有技术中对闪耀光栅的调节都着眼于光栅刻线密度(光栅周期)的调节上，还没有技术能够实现在保证光栅的刻线密度不变的条件下，调节闪耀角。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种二维拉伸槽形可调透射光栅及其制备方法和应用，本发明的二维拉伸槽形可调透射光栅是一种光栅周期不变，闪耀波长可调的透射式闪耀光栅，具有很宽的使用波段。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种二维拉伸槽形可调透射光栅，包括二维拉伸位移平台和弹性基底闪耀光栅，所述的二维拉伸位移平台包括X向拉伸夹具和Y向拉伸夹具，所述的X向拉伸夹具和Y向拉伸夹具分别用于将弹性基底闪耀光栅沿互相垂直的X向和Y向进行二维拉伸，所述的弹性基底闪耀光栅的刻线方向沿X向或Y向。

作为优选的技术方案，所述的弹性基底闪耀光栅呈十字形片状结构，由呈正方形片状结构的光栅部及连接在光栅部各边的矩形延展拉伸部组成，弹性基底闪耀光栅的刻线设置在光栅部，各延展拉伸部尺寸相等，光栅部和延展拉伸部一体成型。

作为优选的技术方案，所述的延展拉伸部的长度为光栅部边长的一半。

延展拉伸部的长度与光栅部边长的比例可以根据实际情况进行选择，当延展拉伸部的长度为光栅部边长的一半时，可以减小非使用的延展拉伸部对光栅部应力的均匀性影响。

作为优选的技术方案，相邻两个延展拉伸部的连接处做圆角处理，所述的圆角的半径为光栅部边长的1/20～1/10。

通过设置上述圆角可以减小非使用的延展拉伸部对光栅部应力的均匀性影响，同时保证弹性基底闪耀光栅不是那么容易被拉断。

作为优选的技术方案，所述的X向拉伸夹具和Y向拉伸夹具上均设有夹持部，弹性基底闪耀光栅的四个延展拉伸部分别与X向拉伸夹具或Y向拉伸夹具上的夹持部连接，并且各延展拉伸部的宽度不大于用于夹持其的夹持部的宽度。

作为进一步优选的技术方案，各延展拉伸部的宽度与用于夹持其的夹持部的宽度相匹配。

作为优选的技术方案，所述的弹性基底闪耀光栅的基底材质为PDMS。

所述的二维拉伸槽形可调透射光栅的制备方法，包括以下步骤：

(1)选择光栅母版；

(2)将液态弹性基底材料均匀铺设在光栅母版上，固化成膜后剥离，裁剪，得到弹性基底闪耀光栅；