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亚波长波导光栅导模共振研究

弱调制介质光栅可等效为平板波导,经其衍射的高级次子波与波导模式耦合时,形成导模 共振。由高级子波在介质光栅中的光程及  (本文共3页) 阅读全文>>

上海理工大学
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导模共振亚波长器件的机理及特性研究

导模共振亚波长滤光器件因为具有极窄的带宽、极高的衍射效率和结构简单等优点,近年来受到了人们广泛的关注。利用导模共振效应,可以设计出性能卓越的光学滤波器,偏振分离器等光学器件,促进光通信以及相关光学领域的发展。本论文利用亚波长光栅导模共振效应,对具备滤光和高反特性的导模共振亚波长滤光器件从理论设计、实验制备以及应用三个方面进行了研究,基于全息工艺制备了共振波长在693nm的可见光波段的导模共振滤光器件,设计了几种可调谐导模共振滤光器件,并分析讨论了导模共振器件的应用前景。本文首先介绍了严格的矢量衍射理论,并阐述了利用耦合波方法分析处理不同偏振入射时的矩形槽光栅的衍射问题的一般过程。基于亚波长光栅结构的导模共振异常现象,分析了不同的结构参数对导模共振滤光器件光学特性的影响,通过调节这些结构参数可以设计出具有理想滤光特性曲线的导模共振滤光器件的结构。研究了光栅结构之下的薄膜层对亚波长光栅导模共振滤光器件的光谱特性的调控现象,并利用这种...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海理工大学
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导模共振可调谐滤光片的设计和制备

导模共振效应是指入射光经过光栅衍射后,被耦合到薄膜波导中并在波导内形成的一种共振现象。基于这种效应的光学滤波器可以在共振波长处获得极窄的带宽和极高的衍射效率,其透射或反射的效率可以接近100%。与传统薄膜滤光片相比,这种基于波导光栅共振效应的滤光片具有结构简单和滤波响应容易调节等特点。本论文基于波导光栅的导模共振效应,对导模共振滤光片从理论设计、实验制备以及应用三个方面进行了研究。着重研究了可调谐导模共振滤光片的设计和制备,并讨论了基于这种共振效应的光学器件的应用前景。文中首先介绍了亚波长光栅的数值分析理论,阐述了两种常用的数值分析方法:等效介质理论和严格耦合波理论。在亚波长光学器件的设计中可以把等效介质理论作为一种辅助手段,较快地了解光栅的衍射特性,并估算出适当的结构参数,然后用严格的光栅矢量衍射理论进行精确计算,大大节约分析问题的时间。阐述了导模共振效应的原理,分析了不同结构参数对导模共振滤光片的光谱响应的影响,通过调节这些...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

南昌航空大学
南昌航空大学

聚合物光栅的制作及衍射性质分析

光栅是光学研究中一种常见的光学元件,在光学测量、光信息处理、光学传感、光通信、光互连等领域中已被广泛使用。由于受到环境的温度、湿度及电磁等外界因素的影响,在工作过程中光栅结构容易发生变化,性能会有不稳定甚至降低的表现。为了使光栅元件或包含有光栅元件的器件对环境有更强的适应性,扩展其应用范围,提高其工作性能,且聚合物材料具有热、电光耦合系数高,介电常数低,质量轻,制作工艺简单等诸多方面的优点,聚合物光栅已经成为研究热点。本课题基于数字掩模光刻系统,使用聚合物光学材料,分别制作出了聚合物SU-8平面二元相位光栅和聚合物PDMS柔性矩形光栅。这两种光栅在衍射过程中将会表现出不同的衍射性质,本文分别从理论和实验两方面对这两种聚合物光栅的衍射性质进行了分析,得到不同结构的聚合物光栅的在不同条件下所表现出的衍射性质。本文首先介绍了衍射光栅的结构和性质,对衍射光栅的应用进行了概述,描述了亚波长光栅在工作过程的共振异常现象,并讨论了衍射光栅制作...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆师范大学
重庆师范大学

光栅共振耦合中的共振特征与谱对称性研究

导模共振滤光片是指当波导光栅的结构参数满足一定条件的情况下,会在特定波长入射的条件下激发结构所支持的泄漏模使得入射能量重新分配,光谱中呈现出尖锐的窄带滤波特性,其最高反射效率可达100%,线宽仅为0.01nm,并且具有极低的旁带响应。因此光波在亚波长波导栅中传播的物理现象——导模共振效应,被广泛应用于高功率激光、滤波器、光开关等领域中。通常情况下,导模共振滤光片主要由覆盖层、光栅层、波导层及衬底四部分构成,但其滤波特性对光栅周期、占空比、光栅深度、波导层厚度等结构参数非常敏感,改变以上任意参量均可能造成谱线线型的改变从而对应用的设备不良的影响,因此了解谱线对称性变化的物理机理从而控制谱线线型显得尤为重要。为了解决导模共振滤光片响应谱线的对称性成因分析的问题,本文提出了竖直耦合共振模型,系统地阐述了光耦合入波导层后传播模在水平与竖直两个方向的传播行为,并解释了竖直模在耦合出后衍射场相位变化对共振峰的影响,并利用Fano共振的原理解...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

亚波长光学元件的特性及应用研究

具有亚波长光栅结构的衍射光学元件一直以来都是二元光学领域的一个研究热点。特别是波导型光栅结构的导模共振现象被提出及广泛关注以后,这类光学元件就越发受到各国研究人员的青睐。利用导模共振效应,可以设计出性能优越的光学滤波器、偏振分离器及转化元件等等,从而促进光通信及相关光学领域的快速发展。本论文首先介绍了严格的矢量衍射理论—傅立叶模方法,然后深入分析了亚波长波导型光栅结构的导模共振异常现象。利用共振特性,结合薄膜抗反射条件,设计了旁带抑制的窄带反射型滤波器;另一方面,利用共振特性,结合传统的高反射结构—高低折射率膜系,设计了旁带高反射的窄带透过型滤波器,并分别对这两种滤波器的特性作了详细的讨论。根据光通信领域对具有非偏振敏感的滤波器的要求,提出三角形面形的光栅结构,通过理论计算可知,该结构在某些参数条件下表现出对入射光偏振态的不敏感性,从而能够同时实现对TE和TM偏振光的高反射。宽带滤波器也是一类应用很广的光学元件,通过结合多层膜系...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>