偶数束亚波长Dammann光栅结构的矢量衍射优化设计

传统的基于标量衍射理论方法设计的Dammann光栅衍射效率较低。基于严格耦合波理论和遗传算法,介绍了亚波长结构偶数分束数Dammann光栅的设计方法。利用优化程序设计了多个光栅结构并对设计结果进行了分析,讨论了关键参数的选取及设计参数和光波偏振态的变化对分束效率和均匀性的影响。仿真结果表明所设计的偶数束Dammann光栅分束均匀性很好并且分束总效率均达到93%以上,而零级衍射效率均降到了0.64%以下,达到了较好的去零级衍射的效果。     

亚波长偏振光栅的研究进展

亚波长偏振光栅(PGs)具有衍射效率高,偏振特性好,易于实现偏振、分束、增透、高反、相位延迟等多种功能的优点,且体积小、重量轻、性能稳定可靠,是一种优良的新型光学元件,有着巨大的应用前景.介绍了亚波长偏振光栅的发展概况与最新研究进展,亚波长偏振光栅的特点及衍射理论,并分别对会属亚波长偏振光栅和介质业波长偏振光栅进行了分析.     

抗反射亚波长光栅的特性研究

利用矢量衍射理论的数值求解方法,研究了亚波长光栅结构参数对反射率的影响,特别是基底厚度对反射率的影响,这些为设计和制作具有优良的抗反射性能的二元光学元件提供了设计依据.     

光通信波段亚波长光栅偏振器的设计与分析

亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性。基于矢量衍射理论-耦合波分析法对矩形亚波长光栅的衍射效率进行了理论计算,针对光通信中的1 550nm波长设计了一种基于SOI衬底的亚波长偏振光栅,分析了光栅周期、光栅深度、占空比和光栅结构的变化对其偏振特性的影响。仿真结果表明,当光栅的周期为960nm,槽深为230nm,占空比为24%时,可使TM模式的透射率大于95%,TE模式的透射率小于5%,且矩形的光栅结构相对于三角形和圆形的光栅结构具有更好的偏振性能,可有效用于光开关、光隔离器、激光器、光探测器等半导体光电子器件。     

亚波长结构二元衍射微透镜的设计方法

分析了基于标量衍射理论的位相型衍射微透镜的光学行为,结合等效媒质理论提出了二元衍射微透镜的一种新的亚波长结构近似设计方法。根据标量理论位相量化的概念,分析连续浮雕透镜的相移函数,结合等效媒质理论的等效折射率表达式,可以确定亚波长结构透镜的面型函数。     

亚波长双周期光栅电磁理论发展与现状

通过对光栅电磁理论发展历史的回顾,概述了一维衍射光栅电磁理论的发展历程与现状。通过一维光栅与双周期衍射光栅的结构参数的对比与实例的研究,指出双周期衍射光栅在应用上比一维衍射光栅有更加优越的性能;同时通过两种光栅编程仿真效果也表明：双周期衍射光栅理论的发展还不成熟,不能像一维光栅理论那样,作为研究光栅特性及器件设计的理想...     

用于谐波分离的三角形槽亚波长光栅误差分析

干净有效地实现3种谐波的分离,避免剩余无用的基频光和二倍频光对物理实验的影响,是目前高功率固体激光驱动器一直面临的难点,采用亚波长光栅进行谐波分离是一种全新的方法.基于能够实现高功率固体激光驱动器中3种谐波分离的三角形槽亚波长光栅设计参数,利用基于矢量衍射理论开发的商用软件Gsolver,分析光栅周期、入射角、占空比、...     

亚波长光栅的模态特性与衍射效率及其应用

采用模态理论研究了TE偏振与TM偏振入射光在一维亚波长光栅区域的模式特性,分析了不同传播模态的有效折射率及其差值与入射条件、光栅周期、光栅深度及光栅填充比之间的关系,使用干涉法得到了在考虑光栅凹槽深度的情况下两种模态的光栅衍射效率。应用亚波长光栅的模式特性与光栅衍射效率设计了一种偏振分束器,其特性是在利特罗入射的条件下,单色光波在0级衍射处为TM偏振,在-1级处为TE偏振。     

一种具有亚波长光栅结构的光探测器的设计

高速智能光纤通信系统和网络的飞速发展对光电探测器提出了更高要求.利用严格耦合波(RCWA)理论,给出了在亚波长光栅(SWG)下方具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的理论分析模型,将这种结构作为反射镜应用于谐振腔增强型光探测器(RCE PD)的设计中.仿真表明由于SWG的引入,只需要4对λ/4厚度的InGaAsP/InP系DBR,可使整体膜系结构实现在中心波长1.55 μm处反射率达到99.7%,在1.40 μm至1.62/μm范围内反射率高于99%.引入SWG后的RCE PD在1.55 μm附近的量子效率接近90%,串扰衰减系数与量子效率的乘积超过15 dB.有效地解决了InGaAsP/InP介质膜系DBR作为谐振腔反射镜反射率低、反射带宽窄的问题.     

神经元网络后向传播算法的Dammann光栅设计

提出了一种基于神经元网络后向传播算法的二元光学设计新方法，该法的突出特点是可以获得较快的收敛速度和较好的均匀性。最后给出６个Ｄａｍｍａｎｎ光栅的设计结果。     

二元衍射微透镜的亚波长结构设计方法

本文结合标量衍射理论和等效媒质理论提出了二元衍射微透镜的亚波长设计新方法,根据标量理论位相量化的概念,分析连续浮雕透镜的相移函数,结合等效媒介理论的等效折射率表达方式,可以确定亚波长结构透镜的面型函数。     

金属周期性结构光栅亚波长凹槽对透射率的影响

利用时域有限差分算法(FDTD)模拟了二维金属光栅的电磁场,分析了金属光栅透射率随波长的变化.金属的介电常数随频率变化关系采用Drude模型.金属光栅每个单元刻蚀有1个亚波长宽度的缝和1个相同宽度的凹槽,凹槽深度可变.这种结构相对于1个周期内只有1个狭缝的结构,透射率曲线上出现1个凹陷,加深凹槽的深度,这个凹陷的位置会向长波方向移动.给出了一个简单的解析式来近似确定透射率中出现凹陷的位置.     

具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器

针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光 、集成耦合效率低的问题,本文设计了 一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器 件上 层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波 前相 位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计 的器 件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种 偏振 光的总透射率在1550nm处超过了76.5%,偏振 消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可 以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向 光纤通信的集成光电器件中。     

大点阵数二维Dammann光栅的制作与研究

报道了我们制作的二维Ｄａｍｍａｎｎ光栅──６５×６５大点阵光栅的实验方法和研究结果。在氮化硅膜上进行光栅图形的光刻和反应离子刻蚀，成功研制出６５×６５等光强分束Ｄａｍｍａｎｎ光栅。     

亚波长位相光栅的反射率特性及其应用

用矢量衍射理论研究了在有限基底上的亚波长位相光栅的反射特性随基底厚度变化的周期性、高透射性、高反射性和偏振分光特性及其可能的应用前景。     

亚波长光栅偏振器的研究现状与发展前景

亚波长光栅偏振器具有体积小、结构紧凑、易于集成,偏振性好的特点,是一种性能优良的衍射光学元件,具有广阔的应用前景。本文总结了多种类型的亚波长光栅偏振器,对每种亚波长光栅偏振器的结构和特点进行了分析和概括,并对亚波长光栅偏振器的前景进行了展望。     

ZnSe衬底表面亚波长增透结构的设计及误差分析

以矢量严格耦合波(RCWA)理论为基础,通过遗传算法优化设计了圆柱形ZnSe亚波长微增透结构,获得了具有较好增透效果的结构参数;重点讨论分析了实际加工过程中圆柱形方向偏差及整体面形轮廓偏差对抗反射特性的影响;还对多台阶ZeSe增透性能随高度的变化进行了分析。结果表明:当圆柱形微结构周期为3.3μm,高度为1.7517μm,占空比为0.7566时,在8~14μm波段范围具有较好的整体增透效果;占空比偏差,高度偏差及圆柱体面形轮廓偏差对结构的平均透射性能都具有较大的影响;圆锥形ZnSe微结构的透射性能随着高度和划分层数的增加呈现一定的规律分布,且相比圆柱形最优微结构,平均透射性能有了较大幅度的提高。