三层亚波长光栅结构的透射特性

设计了一种具有三层结构的亚波长金属光栅,采用时域有限差分（FDTD）法对所设计的三层光栅结构进行仿真计算．与单层金属光栅相比,这种三层的光栅结构具有更好的滤波效果,其透射光谱中峰值可达77％,且能很好地抑制高波段的透射率．分析了各几何参数对所设计的光栅结构透射特性的影响,尤其是对透射光谱中0值位置的影响．结果表明0值位置主要受光栅缝宽、介质层高度和介质折射率的影响,而与金属层光栅的高度无关．其影响规律为偏振滤波器的设计提供了参考．     

高性能薄膜偏振器的分析与测量

提出了一种简单有效的方法分析高性能堆积型薄膜偏振器，确定其等效介电常数及偏振特性，实际偏振器插入损耗和消光分贝的理论值分别为０．０１３ｄＢ和１１４ｄＢ，它们的测量值分别小于０．９ｄＢ和大于５２．８ｄＢ。     

光栅分振幅光偏振测量系统的研制

使用一个既能产生反射光衍射又能产生透射光衍射的特殊金属光栅作为分光器,研制一种新颖的高速光波偏振态测量系统。它没有使用转动光学部件或调制器,而是将金属光栅产生的四条1级衍射光的光强线性地转换为电信号,通过定标方法得到系统的非奇异的仪器矩阵,然后通过线性运算得到入射光的待测Stokes矢量。该系统结构紧凑、安装方便,可用作实时偏振测量术和椭偏测量术中的偏振态探测器。     

单光纤光栅实现窄带全光纤反射器的分析

提出了一种由单个光纤光栅和一个光纤方向耦合器组成的新型全光纤反射器,推导出了当光栅为均匀 Bragg 光栅、器件任意端口输入时,任何一端口的输出解析式。分析表明器件具有法布里-珀罗腔干涉仪的特点,耦合器的耦合比系数类似于法布里-珀罗腔的反射率, 耦合比系数越大,输出光谱半高全宽度(FWHM)越窄, 消光比越好。当耦合比系数大于 0.8 时,FWHM 可以窄到0.02nm,消光比大于 0.9。如果光栅是“强”耦合,器件具有均匀分布的多通道梳状输出特性;光栅为“弱”耦合时,则能实现 FWHM 小于 0.02nm 的单频输出。器件只需单个光栅,克服了制作两个完全相同光栅的困难。     

近地空间下X/EUV透射光栅的热力学有限元分析

为了实现极紫外透射光栅光谱仪在近地空间的应用,针对其核心色散元件2000线/毫米X/EUV透射光栅,本文采用有限元方法建立了机械模型并对其热学性能和耦合特性进行计算机模拟计算,通过模拟热膨胀系数不同的材料构成的薄膜光栅在近地空间受到太阳辐照后的温度场,得到该光栅表面的热形变分布.结果表明,在高真空热环境下,该透射光栅表面形变量平均可达0.56μm,而影响光栅周期的纵向形变平均值则为71.5 nm.由于热形变会对光栅衍射效率产生重要影响并导致光谱仪精度和性能的下降,利用有限元分析模拟的结果,进一步优化光栅的封装和设计制作,使其栅线处纵向热形变趋近于零,为2000线/毫米X/EUV透射光栅在太阳极紫外辐射探测器上得到应用提供了科学依据和有效支持.     

反应离子束刻蚀石英同质掩模制作小阶梯光栅

离子束刻蚀作为真空技术的一种重要应用,已广泛运用于现代微电子器件和微光学器件的制作工艺中。本文结合反应离子束刻蚀与全息光刻技术,针对线密度较低的小阶梯光栅,倾斜刻蚀石英同质掩模,制作了三种在紫外光和可见光波段透射闪耀的小阶梯光栅。第一种光栅线密度为360lp/mm,闪耀角16.8°,在325nm波长的透射衍射效率为74%;第二种和第三种光栅线密度均为400lp/mm,闪耀角为34.7°和43°,其在632.8nm波长的透射衍射效率分别为63%和57%。结果表明,使用CHF_3作为刻蚀气体的反应离子束刻蚀石英同质掩模,所制作的小阶梯光栅在其工作波段透射闪耀的衍射效率为理论值的75%以上,为全息离子束制作低线密度大闪耀角的光栅提供参考。     

亚波长位相光栅矢量衍射理论的数值计算

从麦克斯韦方程组和电磁场的边界条件出发，用矢量衍射理论的模式匹配法对亚波长位相光栅的衍射进行了数值计算，在正入射的情况下，计算了反射波和透射波的场分布，并研究了光栅的结构参数（光栅深度、基底厚度、占空比等）对反射波和透射波各级衍射效率的影响。     

LP模型分析涂覆长周期光纤光栅复折射率传感器

对于涂覆长周期光纤光栅(LPG)传感元件,涂覆层折射率大于包层折射率时将具有很高的灵敏度.然而在涂覆层厚度为纳米量级时,涂覆层的折射率将具有一定的吸收,吸收将对LPG传感元件产生一定的影响.本文在线偏振(LP)模近似理论和耦合模理论(CMT)的理论模型基础上,通过数值计算对这一情况进行研究讨论.详细分析了模式转变点附近和远离模式转变点区域涂覆LPG的模式结构和透射谱情况.在无吸收的理想模型基础上,详细分析了消光系数对模式转变和重新组合的影响,以及模式结构的转变对LPG透射谱的影响,得出吸收将会导致LPG灵敏度、可测量的动态范围的变化.最后,文章给出了一种新型的LPG吸收传感元件的模型.     

平面光栅衍射效率的双光束高精度测试

本文提出了一种双光束检测器测试平面光栅衍射效率的新方法，文中重点介绍了测试平面光栅绝对与相对衍射效率的基本原理和方法，导出了相应的效率计算公式，并给出实验结果。研究表明，本方法不仅能有效地消除光源波动所带来的影响，提高测试精度，而且可从根本上解决传统双光束测试中因两个探测器光谱响应的不同给自动归一化所带来的问题，因而本方法既能用于光栅衍射效率的光谱定点测试，还可实现光谱衍射效率曲线的全波段自动扫描记录。     

集成光栅干涉微位移测量方法

介绍了一种新型集成光栅干涉微位移测量方法,设计加工了微位移敏感芯片,并进行了初步的性能测试．敏感芯片利用硅-玻璃键合体硅工艺制作而成,在玻璃上制有金属光栅,光栅上方有由铝梁支撑的可动结构．实验系统由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动、检测电路组成入射激光照射到光栅上产生衍射光斑,衍射光的光强随可动结构与光栅之间的距离变化,通过测量衍射光强的变化可以得到位移．测试实验结果表明,所制作的集成光栅干涉微位移敏感芯片可实现位移检测,最小可检测的位移约0．2nm．