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色分离光栅(Color separation grating)是目前国际上应用于ICF中的主要分频器件之一,其具有结构简单、易简化光路、非线性位相延迟小、衍射效率高、色分离度好,损伤阈值高等一系列优点.在国内,自90年代中期以来开展了衍射光学元件在ICF驱动系统中的应用的研究,但研究水平与国外还有差距,特别是在加工设备和工艺方面的差距甚大.该文介绍了色分离光栅的分频原理和结构设计以及其衍射行为的研究,并对CSG的制作工艺进行了系统的研究,给出了不同周期的CSG的研制及检测结果.论文的工作可以分为以下几个部分:1)介绍了色分离光栅的分频原理和结构设计以及应用于ICF中的色分离光栅的结构设计.色分离光栅为一种三台阶结构的透射型位相光栅.它可以使三种不同波长的光的能量分别分布在-1级、0级和+1级,从而达到分频效果.在应用于ICF中的色分离光栅可以将基频光(1.053μm)和二倍频光(0.527μm)分离开,而将所需的三倍频光(0.351 μm)在零级透过.2)对色分离光栅的衍射行为进行了研究.根据CSG制作中的实际情况,通过理论分析和计算,得出了CSG理想情况下的衍射效率以及CSG制作加工误差对衍射效率影响的系统规律,其对于制作高衍射效率的CSG具有指导意义.3)对色分离光栅的制作工艺进行了系统的研究.利用紫外光刻-离子束刻蚀工艺来制作色分离光栅.离子束刻蚀具有分辨率高,刻蚀精度高,各向异性,刻蚀图形边缘陡度高等优点.我们着重对离子束刻蚀工艺进行了研究,并讨论了不同离子束入射角刻蚀对光栅侧壁陡的影响.通过大量实验摸索优化工艺提高了CSG的制作水平.4)给出了周期分别为300μm、100μm、90 μm以及10.8 μm的CSG的研制结果以及检测结果.300μm周期CSG的零级归一化衍射效率达到了91.9％.最后指出了进一步提高CSG衍射效率仍需改善的几个工艺环节.