双面周期开槽型太赫兹滤波器分析

为了研究双面周期开槽型太赫兹滤波器的传输性能,采用有限元法进行了理论仿真分析。由分析结果可知,其滤波性能随滤波器结构参量变化出现规律性变化。透射峰位置随着周期、缝宽和槽深的增加线性红移,随着槽宽的增加先蓝移后红移;透射率随结构参量周期、缝宽、槽宽和槽深的增加都先增后降,出现超过0.95的极大值; 3dB通频带宽度随着缝宽和槽深的增加而增加,随着槽宽和周期的增加变窄。结果表明,相对于常用的光学滤波器,该器件具有高选择性、高中心透射率等特点。     

Enhanced electromagnetic transmission through a slit surrounded by rectangular grooves

Electromagnetic transmission through a slit surrounded by rectangular grooves in a conducting plane is investigated. An electromagnetic boundary-value problem associated with a slit surrounded by rectangular grooves in a conducting plane is rigorously solved based on the Fourier transform, eigenfunction expansion and mode matching method. The transmission coefficient through the slit is represented in a series. Computation is performed to illustrate the effect of the groove geometry on the transmission behaviours.     

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.     

宽视场高增益亚波长结构集光天线的优化设计

为了优化设计自由空间的高增益广角集光天线，采用有限元数值计算方法分析不同结构参量对“牛眼”结构、喇叭型结构及碗型结构的透射增强特性的影响，得到了凹槽个数与3种结构的表面等离子体异常透射增强系数之间的关系，获得了碗型亚波长结构光学天线的透射增强优化结构参量。结果表明，在单个凹槽结构能够有效激发表面等离子基元时，喇叭型结构光学天线的透射增强系数得到有效提高；通过结构参量优化，当入射角在±5°内时，喇叭型结构的透射增益倍数为20倍~140倍，在±5°~±26°之间获得较为平坦的增益，平均透射增强系数为10，和现有的结构参量相比，性能提高1倍；碗型结构在入射光为±60°的范围内有着较好的透射增强特性，平滑区的平均透射增强系数为10。碗型结构比喇叭结构具有更加出色的广角传输特性。     

多层金属-介质镀膜光栅的聚焦特性

结合等离子金属光栅原理和多层膜理论,提出一种金属-介质-金属多层光栅结构以增强透射光的聚焦效应。利用时域有限差分(FDTD)法对该多层结构的聚焦特性进行模拟仿真,得到多层结构的聚焦特性随金属-介质膜层数和凹槽数目的变化特性。结果表明,通过控制金属-介质层层数或者凹槽数目,焦距明显改善,焦距可达9.15μm,最大焦深约为26.38μm,相对于传统金属光栅,聚焦效应得到了明显增强。     

低功率消耗SOI基热光可变光学衰减器

制作了带有U形隔热槽的马赫-曾德干涉型SOI热光可变光学衰减器，在1510～1610nm波长范围内动态调节范围可达到0～29dB. 与未加隔热槽的相同结构光学衰减器相比，器件插入损耗和调制深度不受影响，最大功率消耗降低了230mW.     

光学相干层析成像用于微机电系统测量研究

为了对硅V型槽的结构进行测量,采用热光源谱域光学相干层析成像法,进行了理论分析和实验验证,取得了硅V型槽的1维深度和2维层析图像,获得了硅V型槽的深度、上部宽度和底部宽度数据分别为145.38m,212m和32m。结果表明,该测量结果与扫描电子显微镜测量值基本一致。这对微机电系统结构测量是有帮助的。     

用于光导板的亚微米光栅透射衍射特性分析

提出了利用亚微米光棚制作光导板的方法,用严格耦合波理论博分析了亚微米光栅从光密介质到光疏介质的1级透射衍射效率与光栅槽深的关系,讨论在满足基底全反射条件的入射角下,对应于红、绿、蓝(红光700mn,绿光555nm,蓝光465nm)三色光的亚微米光栅(0.651μm、0.516μm、0.433μm)在导波条件下的光场衍射特性,并用实验证明在导波条件下1级衍射效率与光栅槽深关系的可靠性,给出亚微米光栅型光导板的初始结构,进行误差分析.     

Three-dimensional evaluation of an independent multi-walled carbon nanotube probe by tomography with high-resolution transmission electron microscope

We evaluated an independent multi-walled carbon nanotube (MWNT) probe by using tomography with a high-resolution transmission electron microscope to verify the three-dimensional structure of the probe tip. The new method of probe evaluation revealed the following features: (i) cutting the end of the MWNT probe caused the wall structure to disintegrate and encapsulated the graphene sheets fragmented by the discharged pulse; (ii) the cap of the MWNT probe was an open cylinder covered by walls similar in shape to a rectangular slit; (iii) the grooves of the inner walls of the MWNT probe, which were created by the discharge cutting method, maintained a cylindrical shape that was different from the peeling-off mechanism.     

分光计的调节难点、调节方法及其迁移应用

作为一种精密的光学测量仪器,分光计的调节难点是如何调整分光计的中心轴和望远镜的光轴垂直。利用自准直原理,将平行光管狭缝的透射像作为辅助标志物,各半调节、逐次逼近,就可以又快又准地达到调节要求。分光计在结构上与诸多光学仪器有相似之处,掌握其调节方法可以为今后使用精密光学仪器打下基础。     

New method of preparing 2D photonic crystals with big scale based on UV photosensitivity

Many novel devices based on photonic crystals (PCs)have been reported,such as micro-laser with high Q,waveguide with lowloss ,omnidirectional reflector ,andsuper narrow band filter[1]. Since Yablonovitch′sgroup[2]fabricated a three di mensional photonic …     

Study on temperature property Of band structures in one- dimensional photonic crystals

Using transfer matrix method, the optical transmission properties in one-dimensional (1-D) photonic crystal is analyzed. When the temperature varies, not only the refractive index of the optical medium is changed because of the thermo-optical effect, but also the thickness of the optical medium is changed due to the thermal-expansion effect. Thus, the structure of 1/4 wave-plate stack in original photonic crystal is destroyed and the band structure varies. In this work, the effects of the temperature variation on the first and second band gap in a 1-D photonic crystal are analyzed in detail. It is found that the changes of the starting wavelength, the cut-off wavelength and the forbidden band width depend linearly on the temperature.     

用纳秒激光在镜面不锈钢表面刻蚀微光栅结构

研究了利用波长为532 nm的激光二极管抽运全固态激光器(DPSSL),采用双光束干涉手段,在镜面不锈钢表面直接刻蚀形成微光栅结构(MGS)的方法。通过实验,分析了激光功率、光束口径、双光束干涉角与光栅槽深和占宽比之间的关系。利用光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对实验结果的检测分析表明,在激光功率为45 mW,双光束干涉角为20°的条件下,得到光栅周期为1.34μm,槽深为300 nm的最佳微光栅结构。同时,在适当激光功率下,增加光栅周期,增加光束口径都能提高光栅槽深。     

大连地区典型天气气溶胶光学厚度的计算分析

气溶胶光学厚度不仅是计算气溶胶含量、评价大气环境污染程度、研究大气辐射传输等领域中的一个关键因子,而且在大气辐射传输方程的求解过程中,是透射函数、反射函数等重要参数的基本参数。通过分析气溶胶光学厚度的影响因子,搜集整理典型天气气溶胶粒子复折射率资料和粒子谱分布观测数据,建立典型天气气溶胶粒子复折射率数据库,基于气溶胶粒子谱分布实验数据完善了大连地区典型天气气溶胶粒子谱分布模型,再结合大气能见度等大气参数,利用米散射理论计算了气溶胶消光光学厚度。     

Enhancing the Brightness of Parallax Barrier Based 3D Flat Panel Mobile Displays Without Compromising Power Consumption

This paper presents an alternative approach for achieving higher optical efficiency in conventional parallax barrier 3D mobile displays. The method entails modifying and enhancing the protrusion structure of conventional Multi-Domain Vertical Alignment (MVA) pixel arrays plus the Storage Capacitors (Cst) of the pixel circuitry which increase effective pixel transmission area by a factor of 1.07. Hiding the modified storage capacitor under the parallax barrier strip increases the barrier gap or slit size by a factor of 1.52. The result is a structure that enhances mobile displays' optical efficiency by a compounded factor slightly over 60% without compromising power consumption.      

双层亚波长金属栅的电磁波透射抑制效应

基于传输矩阵法计算了完美电导体双层亚波长金属栅的透射谱,分析了其透射抑制现象,并结合场分布特点建立了等效的矩形腔模型,获得了透射抑制发生时的结构参数及波长的依赖关系.结果表明,透射抑制现象与组成的单栅厚度无关,不依赖于单栅的波导模式,主要取决于两栅间隔内的倏逝模耦合,场分布表明此时第二层栅的狭缝入口处为零场分布.基于完美电导体的矩形腔模型,给出了场分布的解析解,并进一步计算出与透射谱上透射抑制线较为吻合的结果.     

6061铝水导激光加工工艺参数优化研究

为研究水导激光加工关键工艺参数对6061铝切槽形状与组织性能的影响,利用自研的水导激光加工设备,对6061铝开展了包括激光功率、激光重复频率、进给速度及加工次数在内的多个关键工艺参数的多因素影响切槽实验。利用金相显微镜对加工沟槽的深宽比、侧壁锥度及组织变化情况进行了测量与分析。实验结果表明:激光重复频率对沟槽宽度有较明显影响;较高的激光功率、较低的激光重复频率有利于形成侧壁垂直的沟槽;较高的激光功率、较低的激光重复频率、较低的进给速度以及多次加工有利于形成大深宽比的沟槽结构;所有的工艺参数下加工沟槽附近均未发现有热影响区等组织变化。根据上述实验结果提出了使用水导激光加工技术进行大深宽比、低热影响区结构加工的工艺参数优化方法。     

激光切割锂电池负极极片复合材料的数值模拟

为了探究负极极片复合材料的切割性质, 采用有限元模型, 对激光切割锂离子电池负极极片复合材料温度场进行数值模拟计算。由温度场分布取得了负极切缝宽度与切缝深度的尺寸大小, 从中研究激光功率、切割速率和光斑半径对负极表层材料切缝宽度与切缝深度的影响。结果表明, 负极表层切缝宽度随激光功率和光斑半径的增加而增大, 随切割速率增大而减小; 切缝深度随激光功率增加而增大, 随切割速率和光斑半径增大而减小。切割至中间铜箔后, 切缝深度变化速率趋缓, 负极材料的复合结构对切缝深度存在明显影响; 在功率为170W、光斑半径为47μm、切割速率变化至600mm/s左右时, 效果最为明显, 切割深度在该参量下达到60μm, 且突破这一阈值后增长速率得到明显提升直至极片完全切断。这一结果可为激光应用于锂离子电池极片复合材料切割提供参考。     

基于亚波长金属孔阵列的光控太赫兹强度调制器

太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基本原理;其次利用传统的微纳加工技术在半绝缘砷化镓衬底上制作出二维亚波长金属孔阵列;最后搭建了太赫兹时域光谱系统,测试了器件样品对太赫兹波的透过率。结果表明:亚波长金属孔阵列可以引起透射率的异常增强,且透射率随着泵浦光强的增大而减小,在特定频率点实现了较高的调制深度。此研究为实现高调制深度的太赫兹波强度调制器提供了参考。     

Analysis on characteristics of 1-D apodized and chirped photonic crystals containing negative refractive materials

Using transfer matrix method, the optical transmission properties of 1-D photonic crystals composed partially of negative refraction media are analyzed. The transmission spectra of periodic photonic crystal, chirped photonic crystal and apodized photonic crystal are numerically simulated respectively. By contrast with optical transmission properties of ordinary photo- nic crystals made of positive refraction media, the transmission spectra of apodized photonic crystal become unregular, the Bragg flat-headed area recurs but the peak of transmission does not change significantly. Futhermore, the band gap range of chirped photonic crystal diminishes gradually.