Tack vare den utmärkta spridningsförmågan, Diffraktionsgitter spelar en viktig roll i utbredda områden som sträcker sig från spektrometrar till kvittrade pulsförstärkare. Dock, decennier av omfattande studier av olika högeffektiva bredbandsresonansgitter fokuserar huvudsakligen på de som endast arbetar med -1:a ordningen.

Det är känt att upplösningsförmågan är proportionell mot driftsordningen jämfört med klassiska galler med samma storlek. Att använda echelle-gitter som är flammade i hög ordning är en konventionell metod för att realisera dessa högordningsdriftsgaller. Dock, typisk effektivitet är vanligtvis bara 65%-75% för de som river på grund av ojämn spårform och variationer i spårvinkel, vilket allvarligt försämrar prestandan hos dessa echellegitter.

Nyligen, en forskargrupp från Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM), kinesiska vetenskapsakademin, har föreslagit en förenklad modal metod (SMM) som tillämpas på högeffektivt bredbandsgitter. Resultatet publicerades i IEEE Photonics Technology Letters .

I denna forskning, en trelagers helt dielektrisk rektangulär spårkonfiguration analyserades och optimerades för realisering av bredbandiga högeffektiva överföringsgitter som arbetar vid -2:a ordningen under andra Bragg-vinkelinfall. SMM användes för att analysera transmissionsgittren, som inte bara förutspådde brunngitterparametrar för att uppnå hög effektivitet vid -2:a ordningen, men avslöjade också diffraktionsprocessen inuti gitterområdet.

Vidare, den rigorösa kopplade våganalysen (RCWA) och den simulerade glödgningsalgoritmen (SA) användes för att optimera gitterparametrar för att erhålla mer exakta lösningar. Simuleringsresultaten indikerade att en våglängdsbandbredd på 1,454 μm—1,531 μm och en vinkelbandbredd på 37,32° - 43,3° kunde uppnås för effektivitet över 95% och den maximala effektiviteten kunde till och med nå 99,58% under andra Bragg-vinkeln vid våglängden 1. μm för TE-polarisering.

Detta är första gången som SMM används för att förutsäga bredbandskarakteristiken för flerskiktsgitter under andra Bragg-incidens. Framförallt, genereringsmekanismen för bredbandsegenskaper kan förklaras av SMM.