透射式金属光栅耦合SPR传感器

用磁控溅射技术在双面抛光的蓝宝石衬底上沉积了20 nm Ti和100 nm Au的金属薄膜,通过标准光刻工艺制备出1.6和2.0μm两种周期结构的一维光栅表面等离子体共振(SPR)传感器。用时域有限差分算法(FDTD)模拟仿真并结合实验测试的透射光谱,研究分析了不同周期结构的金属薄膜光栅型SPR传感器的特性。基于金属光栅耦合,利用表面等离子体激元(SPP)的局域特性和光栅的选频特性,实现了SPR传感器的信号增强和滤波功能。研究结果表明,利用金属薄膜光栅表面介质的变化引起的光栅透射光谱中激发表面等离子体共振峰的位置变化,可以获得被测物体的物理、生物和化学等相关特征信息。     

一维金属光栅的透射光增强效应的物理机制

通过时域有限差分法模拟金属光栅狭缝中的光场分布随时间的演化及狭缝阵列参数对透射光谱的影响．进一步证明．一维金属光栅的透射光增强效应起源于狭缝中光场的类Fabry-Perot(F-P)共振。光栅参数变化产生的透射光谱的漂移是由于其对这种类F--P腔长度的调制。     

高深宽比金属光栅制备及中红外波段传感特性

利用纳米压印结合溅射和反应离子刻蚀工艺制备了具有高深宽比的金光栅,使用傅里叶变换红外光谱仪测得了反射谱线.测量结果显示,只在p偏振光垂直于光栅矢量方向入射条件下才存在共振反射峰,证明了“伪表面等离子体激元波”的存在.基于严格耦合波分析理论计算了金属光栅的反射率,研究了其作为中红外波段波长调制型表面等离子体共振传感器的可行性.数值计算表明负级次衍射光波对应的共振反射峰的移动能获得较高的波长灵敏度.对于深宽比为10的金光栅结构,+1级次和-3级次衍射光波对应的波长灵敏度分别为1600 nm/RIU和5000 nm/RIU,品质因子分别为20 RIU-1和60RIU-1.     

高效透射光栅谱仪的初步研究

描述了一种新型透射光栅谱仪的结构和初步的实验结果。该谱仪由掠入射前置光学系统和大面积透射光栅组成，初步实验表明有可能研制成高效、高分辨的透射光栅谱仪。     

透射光谱法测光栅参数的可行性

利用透射光谱,结合正单纯形法来反演折射率调制光栅参数,首先利用光栅衍射傅里叶模式理论及RTCM算法得出在200nm~900nm波长范围内的透射光谱曲线,从上取5个点,作为理论计算值; 其次,在上述曲线上加入偏差不同的高斯噪声,以模拟透射光谱的测量曲线,再从每条曲线上各取5个对应点,获取模拟测量值;然后,假定光栅参数的初始值,代入评价函数,用正单纯形法不断进行迭代反演,得到光栅参数的计算模拟结果。此方法简单、快速、精确。     

透射光栅谱仪光谱法测量ICF辐射温度

辐射温度是间接驱动ＩＣＦ研究中一个非常重要的参量。利用透射光栅谱仪,结合光谱还原技术对辐射温度进行测量,并对辐射输运过程作细致的研究。本文介绍了透射光栅光谱还原技术的一般方法,以及在重复频率脉冲激光等离子体Ｘ射线光源上进行ＸＵＶ二极管标定和光栅标定的一般过程。     

1.5μm波段乙炔气体稳频光纤光栅外腔半导体激光器

为了提高1.5μm波段激光器的频率稳定性,利用乙炔分子饱和吸收稳频,设计了一种稳频的光纤光栅外腔半导体激光器。其通过步进电机对光纤光栅进行拉伸调节波长,实现了激光频率调谐。结果表明,所研制的激光器拥有较高的频率稳定度。     

长周期光纤光栅及其组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数，反射比以及级联长周期光纤光栅的透射系数表达式，用Matlab对其进行仿真研究，并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律，通过仿真实验，验证了系统特性．     

软X射线透射光栅谱仪用于激光等离子体辐射特性研究Ⅱ.实验结果

利用铜激光等离子体L带特征线(1.15nm)辐射,对PTGS的衍射效率进行了标定,确定了PTG的基本参数。报道了利用PTGS研究激光等离子体软X射线辐射特性的系列实验结果。     

多孔氧化铝基相位透射光栅制备

中国科学院宁波材料技术与工程研究所在衍射光学元件的低成本制造方面取得进展,相关论文被《光学快报》（Optics Letters）接受,并提前在网上发表。该杂志由美国光学学会主办,以快速报道光学领域最新的研究成就而著称。     

对透射闪耀光栅的傅里叶分析

一般的透射光栅光谱的缺点是,没有色散的零级主极大占去了入射能量中的很大一部分,剩下的能量又要分配到正负各级主极大上,造成用来分析的有色散的那些谱线中只分配到很小的能量。在实际的应用中,要设法把能量集中分配到所要利用的那级光谱中,闪耀光栅就是为此目的设计的。研究从不同方向入射透射闪耀光栅的透射函数,利用傅里叶光学,从理论上分析透射闪耀光栅衍射图样的复振幅和光强分布与闪耀角及波长的关系。     

长周期光纤光栅及其组合透射谱的仿真研究

根据耦合模理论及模耦合方程推导了长周期光纤光栅的透射系数、反射比以及级联长周期光纤光栅的透射系数表达式,用Matlab对其进行仿真研究,并总结了长周期光纤光栅透射谱特性随光栅长度、周期及耦合系数的变化规律,通过仿真实验,验证了系统特性.     

亚波长金属光栅透射性的多模型比较

亚波长金属光栅异常透射特性在光电子器件设计中有着极其重要的应用。不同的色散材料模型对金属材料的纳光子器件特性的影响是不同的。在可见光波段，应用FDTD数值模拟方法，分析了PEC（perfect conductor）、Drude和Lorentz-Dmde金属材料模型对亚波长金属光栅透射率的影响。在FUID算法中，引入Auxiliary Differentia Equation（ADE）方法解决了频域Dmde、Lonentz-Drudc模型到时域的转化。研究结果表明，应用ADE-FDTD方法，在可见光波段选用Lorenz-Dnale模型能更精确的模拟金属光栅的透射率。     

透射体布拉格光栅选择性的研究

基于Kogelnik耦合波理论,推导了透射体布拉格光栅(VBG)的衍射效率方程,并用数值仿真分析了折射率调制度、晶体厚度与VBG的角度和波长选择性的关系.结果表明:当入射光满足布拉格条件时,厚度为2.0 mm、折射率调制度为250×10(-6)的VBG衍射效率为100%;当入射光的波长、角度偏离布拉格条件一个很小量时,...     

基于金属狭缝-凹槽结构单向激发表面等离子体

单向激发表面等离子体,在光通信、集成光学、光刻等方面有着广泛的应用。从理论上提出了一种亚波长金属狭缝-凹槽结构,利用背照射的激发方式,在金属膜表面实现了单向激发表面等离子体。设计过程中采用时域有限差分法进行数值模拟。首先改变凹槽的深度和宽度使得通过凹槽传播的表面等离子体的电场强度达到最低,并利用散射矩阵理论解释了其物理机制。然后基于表面等离子体干涉原理,改变狭缝与凹槽之间的距离使向背离凹槽一边传播的表面等离子体干涉加强,从而使金属狭缝-凹槽结构实现单向激发表面等离子体,最大分束比可以达到8。     

石墨烯光栅太赫兹透射特性的研究

建立了石墨烯光栅模型,基于快速收敛傅里叶模型方法计算了太赫兹频段的石墨烯光栅透射率,讨论了费米能级、光栅周期、光栅占空比和弛豫时间对透射率的影响。研究结果表明,在正入射条件下,透射率随频率的增大先减小后增加,且费米能级、占空比和弛豫时间越高,透射率的最小值越小。在入射光频率为2 THz的条件下,透射率随入射角的增大先增加后减小,且透射率在入射角约为60° 时取得最大值。以上研究为石墨烯光栅的理论研究及其实际应用提供了有力指导。     

金属纳米孔阵列透射增强的数值研究

纳米孔阵列的透射增强现象在许多领域都具有重要的应用和前景。采用时域有限差分(FDTD)方法对金属薄膜纳米孔阵列的透射增强特性进行了模拟研究。针对圆孔半径、薄膜厚度、阵列周期以及不同材料等因素进行了分析,讨论了不同参数条件下透射增强谱线的变化规律。研究表明大的圆孔半径和薄的薄膜厚度有利于提高透射性能,另外孔阵列周期较大时不利于增强透射。探讨了不同小孔形状对透射增强的影响,并采用矩形孔阵列进行了对比。最后通过改变薄膜材料计算了相应的透射性能。     

多能点X射线透射光栅的制作技术

针对X射线自支撑透射光栅在多能点单色成像光栅谱仪中的应用,采用电子束和光学匹配曝光、微电镀和高密度等离子体刻蚀技术,成功制备了周期为500nm、金吸收体厚度为350nm、占空比接近1∶1,满足三个能点成像需求的2000lp/mm X射线自支撑透射光栅。首先利用电子束光刻和微电镀技术制备金光栅图形,然后采用紫外光刻和微电镀技术制作自支撑结构,最后通过腐蚀体硅和感应耦合等离子体刻蚀聚酰亚胺完成X射线自支撑透射光栅的制作。在电子束光刻中,采用几何校正和高反差电子束抗蚀剂实现了对纳米尺度光栅图形的精确控制。实验结果表明,同一个器件分布的三块光栅占空比合理,栅线平滑,可以满足单能点单色成像谱仪的要求。     

基于透射体布拉格光栅频谱组束的研究

分析了透射体布拉格光栅实现两束不同波长光束频谱组束的条件.基于耦合波理论,推导了透射体布拉格光栅的衍射效率方程,获得了优化的组束设计条件,提出了使用凸透镜控制光束入射角的方法.建立了组束的理论模型,分析了光栅参数对衍射效率的影响.结果表明:最佳组束时,不同的光栅厚度须选择不同的光栅参数;在折射率调制和空间频率不变的情况下,随着光栅厚度的减小,谱选择性逐渐增大;随着光束发散的增大,光栅的衍射效率逐渐减小.     

一种连续膜金属光栅的异常反射和透射特性

利用全息干涉图案成形在石英衬底上刻蚀形成周期为波长光栅,并在上面淀积金属薄膜,制造了具有不同深度、金属层厚度和周期的金属光栅.研究发现了此金属光栅的反射率和透射率随入射角变化的异常特性,即反射谱和透射谱的表现在光栅深度和厚度不同时将可能发生翻转,反射谱由"谷"状变为"峰"状,而透射谱由"峰"状变为"谷"状.本文分析了相关的物理效应以及该结构与入射光相互作用的特点,解释了该实验现象.