衍射光学元件

　　研究所为我国信息光学元器件重要的研究与开发基地。 可研制各种体全息元件、带阻激光全息滤波片、衍射光栅、(平面、凹面光栅) 棱镜光栅、平视显示器、体全息分束器、注塑光栅、全息透镜、全息四象限探测器、红外全息元件等。
　　主要研究课题
　　863课题：“大口径衍射元件的研制”（400mm）：主要研制200mm以上的高衍射效率（〉90%，1.053um）的衍射元件。
　　大面积光刻胶涂布与自动显影系统（1000mm）
　　全息光学元件成果简介：
　　1、全息衍射光栅
　　自八十年代以来，相继研制出教学用卤化银全息光栅，光刻胶平面平面光栅、III型凹面光栅、凹面平常光栅，重铬酸明胶全息光栅。光刻胶全息光栅已成功地应用于单色仪、喇曼光谱仪、双单色仪、平场光谱仪之中。重铬酸明胶全息光栅具有衍射效率高的特点，在布喇格入射条件下，透射光栅的胶层衍射效率可达95%以上，可用于许多特殊场合。
　　2、全息透镜
　　全息透镜是集色散对光会聚成象于一体的衍射光学元件，具有质量轻、性能灵活、制作方便等特点。利用其色散和会聚功能已成功地用于非接触式红外测温、印刷品颜色颜色测量等，利用其灵活设计的特点制作多焦点全息透镜用于位敏传感等。对全息透镜进行消象差设计和制作，可进一步拓展其应用领域，如光互联、波阵面傅立叶变换等。目前正在进行部分消色差全息透镜的研究，有望能应用于成象光谱仪中。
　　3、全息窄带带阻滤光片
　　反射全息具有相当高的衍射效率，利用其良好的波长选择性和高衍射效率可以制作性能优良的带阻滤光片，在喇曼散射中和激光荧光检测中用于降低激发波长的能量，提高检测灵敏度，目前我们已做到带宽15nm，峰值透过率达10-6的带阻滤光片。
　　4、全息偏振器件
　　全息偏振分束器的工作原理是建立在全息光栅对任意入射辐射的两正交偏振分量的衍射效率不同的基础之上的。对于振动方向垂直于入射面的TE波（s偏振）和振动方向平行于入射面的TM波（p偏振），它们的衍射效率通常随着入射角的变化而变化。当p偏振的振动方向与条纹面的夹角呈45度时，p偏振的衍射效率为零，如果此时的s偏振的衍射效率非常高（对反射全息s偏振的透过率可达10-6），透射光和衍射光都能得到很高的偏振度。
　　反射全息偏振分束器同时具有偏振和波长选择性，且偏振度和消光比均较高，所用材料价格低廉，制作工艺简单，质量轻，口径可以较大，可用于多种偏振光学的场合，如在一些场合可以替代渥拉斯顿棱镜和洛匈棱镜，应用于光通讯技术和磁光盘光学头中等。
　　非均匀体全息光学元件的衍射偏振特性研究（江苏省厅级指导性项目）
　　本项目以重铬酸明胶体全息光学元件为主，研究非均匀分布位相型反射体光栅的反射衍射特性、反射偏振滤光特性，这些特性对该类元件的应用有非常重要的意义：（1）利用非均匀衍射特性可制作特殊性能的带阻滤光片，例如，激光全息防护镜，喇曼散射、荧光光谱研究用Notch滤光片,可调谐带通或带阻滤光片等。（2）非均匀分布位相型反射体光栅在大入射角入射时，同时具有偏振选择性和波长选择性，利用此特性可设计制作新型偏振滤光器件，如用于偏振成象光谱仪、偏振分束器件、光存储技术中的读写光学头等。因此，本项目的研究将为此类元件的应用打下基础。
　　5、汽车全息平现系统
　　全息平显系统是全息光学元件的成功应用实例，在多种型号飞机上被采用。它的特点是对单色光的衍射效率高，带宽窄，对非衍射波长的透过率高，并且具有成象功能。本实验室将全息平显系统应用于汽车显示中。随着汽车工业的发展，定位系统、电子地图、会大量出现在新型汽车中，各类行车安全指标也会要求及时向汽车司机提醒，这一汽车工业的发展需求，使汽车平显有相当好的应用前景。目前我们的全息平显的面积达200mm?250mm，衍射效率90%，可见光透过率75%。
　　6、彩色图象合成
　　利用离轴反射全息具有衍射方向可以设计控制的特点，可以较方便地实现红、绿、蓝三原色的合成，并且具有光能利用率高、器件成本低的特点，有望应用于彩色图象合成装置中。
　　显示全息技术：
　　1、彩虹型三维彩色图象合成技术
　　普通的彩色全息记录需要三色激光器，对被拍摄的物体大小有一定的限制，较大地限制了彩色全息的应用。本实验室利用液晶系统，分别显示物体不同角度分色图象，用合成全息的方法记录合成全息，再用彩色彩虹全息的记录方法记录彩虹全息，如果用光刻胶作为记录材料，就能作为全息母板进行模压全息复制。
　　2、全色卤化银记录材料及反射全息
　　全色高分辨率记录介质是发展彩色反射全息的关键材料。超细颗粒卤化银乳剂具有与重铬酸盐明胶及光致聚合物类似的高分辨率，而其记录灵敏度比后二者高得多，且易于制成全色的。全色超细颗粒卤化银乳剂是一种较有前途的彩色全息记录介质。本所已研制成功平均颗粒尺寸20  ，红光反射全息记录曝光量为0.85  的单色超细颗粒卤化银乳剂，目前正在进一步研制平均颗粒尺寸为10  的全色超细颗粒卤化银乳剂，对这种新材料的反射全息特性进行实验研究，探索制作高衍射效率、低噪声的彩色反射全息图的处理方法，开发反射全息在三维彩色显示方面的实际应用。
　　3、反射型彩色图象合成技术
　　我们首先对三维物体分不同视角拍摄一组彩色二维照片，再对这一组照片进行电子分色，利用合成全息的记录方法记录三张RGB分色片的合成全息图，这一过程可以用液晶投影和计算机对彩色图象分色进行。用二步法，将三张三原色合成全息记录在同一张反射全息记录材料上，记录时对应于不同的色图分量全息图H1，以不同的物光和参考光记录。白光再现时，由于反射全息的波长选择性，不同色图分量反射全息衍射它对应颜色的衍射光，并且使得这三个色分量的衍射光的方向一致，人眼观察到的全息图色彩逼真，立体感强，与彩虹全息记录方法相比虽然也损失了垂直视角，但垂直观察范围扩大了，并且衍射效率可以做得较高。这一记录方法与普通立体摄影技术结合，有较大的应用前景。