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亚波长介质光栅导模共振研究

从平板波导的本征值方程出发,导出弱调制介质光栅共振位置的表达式,其预测结果与利用严格的耦合波理论所得值一致·对正入射  (本文共5页) 阅读全文>>

四川大学
四川大学

三角形面形亚波长光栅的衍射特性研究

光的衍射是一种很有应用价值的物理现象,而亚波长微结构光栅具有一些常规光栅没有的独特衍射性质。由于亚波长微结构光栅的特征尺寸与波长相近,所以在研究它的性质的时候,必须采用严格的矢量衍射理论进行研究。在研究过程中,我们发现当满足一定的匹配条件时,会发生窄带导模共振现象。本文运用等效介质法和矢量衍射理论对三角形面形亚波长光栅作了研究分析,并进行了比较。发现当光栅槽深与光栅周期之比较大时,等效介质法和模式理论的计算结果差别不大,此时等效介质法是适用的。但如果光栅槽深与光栅周期之比较小时,会出现导模共振现象,等效介质法不再适用,就必须运用模式理论来处理。我们又深入分析了光栅导模共振异常产生的机制,发现了导模共振异常发生的原因。当发生导模共振现象时,如果参数条件合适,对于TE波和TM波,它们的共振峰都出现在相同位置,此时光栅表现出对偏振态的不敏感性,另外它还具有窄带性、光谱敏感性和角度敏感性。当我们研究镀膜三角形面形亚波长光栅的时候又进一步...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海理工大学
上海理工大学

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>>

苏州大学
苏州大学

亚波长光栅偏振和滤光器件设计与制备

基于亚波长光栅的纳米结构偏振和滤光器件,光能利用率高,带宽可调,并可通过微纳米制造技术进行制备,在未来新型平板显示、绿色纳米印刷和安全防伪等领域具有广阔应用前景。本文采用严格耦合波分析法(Rigorous Coupled Wave Analysis, RCWA),对亚波长光栅结构中的光波共振机理进行了详细分析,根据显示和印刷领域对偏振和滤光器件的性能要求,设计了偏振片和三种工作模式(透射式、反射式和吸收式)的滤光片,开展了双层金属光栅偏振片和宽角度反射式滤光片的实验制备和性能验证工作。论文的主要研究工作及创新性成果如下:(1)立足解决已有亚波长光栅偏振片在整个可见光波段透射效率低的问题,设计了增加高折射率介质层和带有空气沟槽的双层金属光栅偏振片,对其透射特性进行了研究。在整个可见光波段,前者使TM光的透射效率从67%提高至73%,后者使TM光的透射效率从67%提高至85%。(2)已有亚波长光栅彩色滤光片通过调整光栅高度对RGB三...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
华中科技大学

平面光栅阵列纳米尺度光子控制及其应用技术研究

目前,实现纳米尺度的光学控制主要有两种方法,一种方法是利用周期性的光子晶体结构控制光的色散和传播性质。另一种方法是利用表面等离子体激元约束光的传播和分布。尽管光栅是控制光路的基本元件,研究比较完备,但是多个光栅的微纳量级的排列所具有的控光效应还缺乏深入细致的研究。本论文在973前期专项项目(No.2005CCA04200)“纳米光电子器件基础研究”和国家自然科学基金项目(No.60807017)“基于局域场拉曼增强效应的分布式光纤气敏传感技术研究”支持下,开展了基于平面介质栅阵列的光子晶体结构和级联的亚波长平面介质栅结构创新研究,主要的研究工作如下:(1)提出了平面介质栅为基本单元的正方点阵二维光子晶体结构。结合基本单元的特征,理论推导了对电场分量展开的平面波算法公式,相应的计算程序能够重复相关文献的结果,并且发现基于电场展开的平面波方法收敛更快。理论计算了三种典型调制条件的光子带隙图,降低构成光子晶体的基本单元的折射率对称性,...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

《光电工程》2004年02期
光电工程

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>>