Kontrolle der Beugungseffizienzen dielektrischer Gitter

In den letzten Jahren hat die Nachfrage nach dielektrischen Beugungsgittern stetig zugenommen. Insbesondere ihre ausgezeichnete Resistenz gegen hohe Laserleistung und die Möglichkeit der Realisierung verschiedenster optischer Funktionen auf kleinstem Raum machen sie zu idealen Komponenten in vielen optischen Anwendungen, bei denen Kompaktheit und höchste Effizienz gefordert sind, wie zum Beispiel in Ultrakurzpulslasersystemen. Um das geometrische Profil solcher Gitter gezielt für eine bestimmte Anwendung zu optimieren, ist die genaue Kenntnis ihrer optischen Funktion notwendig. Vielfältigste kommerzielle Software ermöglicht zwar die numerische Simulation der Beugungseffizienzen von Gittern, gibt jedoch kaum einen Einblick in die Vorgänge, die bei der Beugung stattfinden. In der vorliegenden Arbeit wird diese Beugung an dielektrischen Gittern mit Perioden im Bereich der Wellenlänge des einfallenden Lichts für einige wichtige Spezialfälle systematisch und intuitiv untersucht, wodurch ein gezieltes Design der optischen Funktion ermöglicht wird. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung eines anschaulichen Modells der Beugung an Transmissionsgittern sowie der Untersuchung von Verlustmechanismen an Reflexionsgittern. Auf Basis dieser Betrachtungen wurden unter Zuhilfenahme modernster lithographischer Technologien höchsteffiziente, extrem verlustarme Gitterkomponenten realisiert.