我們一般談到光柵或者衍射光柵通常都會讓人聯想到表面浮雕光柵，這種光柵有著規則的刻線和精致的表面。在光學設計中，如果這種光柵能工作在透射情況下往往能夠帶來很多新的選擇。基于這種技術思路，我們提出一種特殊的光柵類型：體相位全息光柵（VPH）。這種光柵擁有非常好的光學特性和設計靈活性、*的穩定性和一致性，因此體相位全息光柵（VPH）非常適用于激光脈沖壓縮，光譜儀，光學相干斷層掃描以及天文學。

體相位全息光柵（VPH）

體相位全息光柵（VPH）是通過全息成像的方式將具有高低折射率周期性變化的結構刻入到基質材料中，同時這種基質材料的兩個光學窗口被重鉻酸鹽明膠密封。這種技術被IBM應用在全息條形碼掃描儀中，但是目前常被利用到一些光學儀器和電子通訊中。該處理方法可以一次性生產制造1片到1000片，甚至更多的超高質量的衍射光柵。而每片光柵都是原創的，并不是從原版復制的。由于沒有原版光柵的磨損或退化的情況，在大批量生產甚至是無限生產的情況下，都可以保證從一片光柵到下一片光柵性能的一致性。因為這種制造過程的靈活性，還使得它可以通過多次調整刻線密度、帶寬、極化靈敏度和其它參數來輕松、經濟高效地針對每種應用定制和優化體相位全息光柵（VPH）！

出色的衍射曲線

體相位全息光柵（VPH）的透射和全息特性，使它們能夠*勝任各種高峰值衍射效率的工作場景，并且在200 nm-300 nm帶寬范圍內擁有＞80％的衍射效率（Wasatch Photonics的認證HD設計），單一波長下衍射效率＞99％（典型激光脈沖壓縮光柵設計）。這一衍射效率比傳統的反射表面浮雕光柵高出40％，并且反射式表面浮雕光柵有著非常參差不齊、不均勻的衍射效率，這將會給系統響應造成嚴重的干擾。相比之下，體相位全息光柵（VPH）的效率隨波長的改變而平滑變化，能在設計階段建模以包含在系統性能模型中，并根據設計的規格實現可靠地制造。體相位全息光柵（VPH）的密封特性也允許其在元件表面應用高性能、抗反射（AR）涂層。這些涂層可進一步優化性能，并可以根據客戶的需要進行定制。

高色散

相比于常規光柵，體相位全息光柵（VPH）能可靠的生產更高的刻線密度，從而提供擁有低鬼影和低散射的高質量光柵。可以對150 l/mm到6000 l/mm的線密度進行成像，其應用范圍包括寬帶近紅外高光譜成像和高分辨原子光譜。通過直接制造每一片光柵而不是復制，可以輕松的針對每種應用定制刻線密度、帶寬、以及工作中心波長。

角度調諧

VPH透射光柵使用正弦變化折射率的堆疊層來衍射光。該疊層創建了一個諧振結構，只需將入射角（AOI）改變多達?10°，即可在中心波長進行調諧。這允許對單片光柵進行角度調整，以便研究不同范圍內感興趣的光譜特征，這也是天文學中的常用技術。但實際上，將幾塊大光柵放在旋轉臺上就可以實現一臺波長連續覆蓋可見光到近紅外光的大型望遠鏡。

降低偏振敏感性

表面浮雕光柵的P偏光效率通常比S偏振光效率低很多，在兩種偏振光狀態下的效率響應有著很大的差異，隨著光柵線頻率的增加，這一點尤為明顯。VPH光柵對偏振光的敏感性要低的多，并且對偏振響應非常的平滑。運用幾種設計解決方案，其中包括獲得認證的Dickson和HD光柵，即可針對您的應用最小化和/或優化偏振響應。

無鬼影、低散射

傳統光柵容易產生“鬼影"，這個術語描述的是由于周期性的規則誤差而出現在色散平面上的光偽影，而VPH光柵的設計能夠有效地消除鬼影。另外，VPH光柵也有比傳統光柵小90％的雜散光，具有*的空間均勻性和非常低的傳輸波前誤差。這些性能都是使用VPH光柵獲得優秀的一級衍射效率的關鍵性因素。

緊湊、靈活的光學設計

VPH透射光柵能夠通過設計使其工作在Littrow結構（θd = θi）中，在利用它進行光學設計是一個能夠使設計變得更緊湊和簡潔的方式。通常情況下，無論是在脈沖壓縮系統還是在光譜儀系統中，透射光柵都能夠給光學設計工程師提供了更多地空間選擇性。最后，相比傳統反射式光柵，利用VPH透射光柵進行光學設計具有更加小型化、輕量化、低成本以及易于進行光學對準的優點。

棱柵

夾在兩個棱鏡之間的光柵稱為“棱柵"，這種復合鏡片可以將光按照它的成分進行分離，同時還可以消除由于各個元器件帶來的光束偏差。棱柵既可以實現一種具有直通色散特征的光學器件，還可以實現比單獨使用光柵更高色散的光學器件。它們能非常方便的應用于成像，天文，共聚焦顯微鏡等應用領域。

尺寸、襯底材料靈活

VPH光柵可以做得比人們預期的要大得多——實際上，在Wasatch Photonics，經常為天文光譜儀生產尺寸高達300mm寬度的光柵（可以根據客戶要求提供更大的尺寸），也可以將尺寸處理為小到8 mm寬度用于批量OEM應用。另外，各種不同類型的玻璃材料均可以用于襯底材料的制作，一般常用的襯底材料是N-BK7或同等材料，B270I和熔融石英（UV可選）。

易于清洗

千萬不要觸摸表面浮雕的反射式光柵，它們是無法進行清潔的。因為在清潔過程中的每一粒灰塵或指紋都會被留在光柵上，這個清潔過程可能會產生更多的劃痕和污染。相比之下，封裝好的VPH光柵就可以像普通的玻璃光學器件一樣操作和清潔，從制造到長期使用，更便捷，同時也降低了每個階段的成本。

*的穩定性

VPH光柵的光學活性部分被密封在兩個基板之間，從而被制作成一個非常堅固的元器件，具有出色的熱穩定性和環境適應性。許多Wasatch Photonics的光柵已經使用了10年以上，并沒有出現退化的跡象。但是，其它類型的光柵則需要工作在低溫制冷的環境中。Wasatch Photonics公司的每一個光柵都需要經過嚴格的質量檢驗，并且以*的干涉測量功能來確保VPH光柵的光學質量，從而用來滿足諸如激光脈沖壓縮、光學相干斷層掃描和天文學等關鍵的應用。而Wasatch Photonics的計量實驗室采用了Zygo Verifire™，能夠測量尺寸高達4英寸的光學器件。

能提供多種設計滿總不同客戶的需求

Wasatch Photonics公司基于15年的批量生產經驗，采用三種*的設計技術來優化光柵，從而用于滿足使用者的應用需求。然而，Wasatch Photonics都是在充分理解了使用者的應用基礎上來做的優化，基于這些經驗，同時會推薦多種選擇或新的維度來幫助使用者優化系統性能。即使現有光柵不能匹配使用者的需求，但Wasatch Photonics也能夠快速地生產出滿足應用需求的新光柵。

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