基于模式理论光栅椭偏参数反演的数值模拟

将一种广泛用于求解系统优化问题的方法——正单纯形法，求解光栅的椭偏方程。首先，利用求解光栅的傅立叶模式理论对TE和TM波的复反射系数进行求解。然后计算出其相应的椭偏参数(△，Ψ)，并在该值的基础上加入不同偏差的随机高斯噪声，将加入噪声后的值(△m，Ψm)作为模拟测量值。最后使用优化算法进行反演。通过对几种常用面形光栅椭偏参数的数值模拟，一方面表明傅立叶模式理论计算光栅的椭偏参数不仅精度高。而且速度快；另一方面表明利用正单纯形法得到的光栅参数值很接近于正演时假设的参数值，从而从理论上证明了利用椭偏法测量光栅各种光学参数的可行性。     

一种新型的光束分束结构--复合调制型光栅

提出利用表面既有浮雕,体内又有折射率调制的一种新型衍射光栅来实现光束分束功能。针对波长为850nm正负一级和零级等衍射效率的光束分束器,优化设计了面型为正弦形、三角形、矩形的浮雕光栅以及体积相位全息光栅和复合调制型光栅共五种光栅。同时数值模拟了该光栅结构在实验制作过程中对各光栅参量误差的不敏感程度,该光栅在实验制作上优于其他类型光栅。     

二氯二氰基苯醌及其阴离子自交换电子转移反应的理论研究

基于非平衡溶剂化能的约束平衡方法和溶剂重组能的新表达式, 实现了电子转移反应溶剂重组能的数值解, 研究了二氯二氰基苯醌(DDQ)及其阴离子体系DDQ-之间的自交换电子转移反应. 考虑了DDQ与DDQ-分子以平行方式形成受体-给体络合物时的两种构型. 引入线性反应坐标, 计算了该反应在不同溶剂中的溶剂重组能. 基于两态变分模型得到了反应的电子耦合矩阵元. 根据电子转移动力学模型, 计算了该自交换电子转移反应的速率常数.     

Analytical Dielectric Spectrum Formula Based on Representative Frequencies

基于电介质复折射率的实验数据,采用最小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数. 研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱. 在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers-Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好. 基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱.     

基于代表性频率的介电谱解析形式

基于电介质复折射率的实验数据,采用晟小二乘法结合选取的代表频率拟合得到了电介质的介电谱解析表达式,可以得到电介质在全频段的光频常数和介电常数．研究了三个典型液态电介质,水、乙醇和甲苯的介电谱．在实验数据可以获取的频率范围内,采用解析表达式得到的光频常数与采用Kramers—Kronig转换得到的折射率实部和实验得到的折射率虚部吻合得很好．基于介电谱解析表达式可以预测目前实验无法测量的区域的介电谱．     

Solvent Reorganization Energy and Electronic Coupling for Intramolecular Electron Transfer in Biphenyl-Acceptor Anion Radicals

基于非平衡溶剂化理论和连续介质模型修改了GAMESS中的相关程序,实现了电子转移溶剂重组能的数值计算. 采用修改后的程序计算得到了联苯-雄甾烷-萘和联苯-雄甾烷-菲这两个体系电子转移的溶剂重组能约为60 kJ/mol. 这个结果与实验拟合值符合的很好. 利用线性反应坐标与Koopmans定理计算了电子转移耦合矩阵元,结果与实验拟合值有可比性.     

任意各向异性介质光栅的严格模式理论分析

将“逆规则”傅里叶级数展开法和反射透射系数阵递推算法进行推广。对任意面形及任意入射角的电磁各向异性介质光栅衍射特性进行研究，该方法物理概念清晰，数值计算稳定收敛，计算速度快，并与其它方法的计算结果进行了比较。     

用亚波长正弦介质光栅设计1/4波片

采用扩展边界条件法,得出亚波长正弦介质光栅正入射反射型1/4波片的结构参数。发现在一定精度范围内TE波与TM波的相位差能够在一段较大的槽深区域满足设计要求,从而降低了实际控制刻蚀深度的难度。讨论了线偏振光转化为圆偏振光的方位角问题。     

用透射光谱法测光栅参数的数值模拟

本文基于光栅的严格理论,提出结合透射光谱和优化算法来测量光栅参数的新方法,首先,利用傅立叶模式理论和反射透射系数递推算法(RTCM) ,计算出在2 0 0 -90 0nm波段内的理论透射光谱图,通过在上面叠加不同偏差的高斯噪声来模拟光栅的实际测量曲线,接着在模拟曲线上任取若干个点作为实验测量值,最后利用优化算法进行反演搜索,找到待测光栅的结构参数。文中我们选择了三种类型的光栅对该法进行数值上的模拟,其结果是成功的。该法可能会给光栅参数的测量指明一条新的途径。     

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。