一维深亚波长光栅的耦合波分析及偏振特性的研究

讨论了一种新的一维深亚波长光栅,其周期结构由等离子体增强化学气相淀积法(PECVD)制备的周期性多层膜构成。简单介绍了这种深亚波长光栅的制作方法。采用严格耦合波分析(RCWA)理论计算了这种一维深亚波长光栅的衍射效率,分析了它的偏振特性。     

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.     

密集型多重体全息光栅波长解复用技术

阐述了光折变多重体全息光栅作为滤波器实现波长解复用的原理,分析了滤波器的波 长和角度选择特性,对器件设计中要考虑的问题进行了讨论。提出了实现多重体全息光栅波长解复用的实验方案和实用化要解决的问题。     

密集型多重体全息光栅波长解复用技术

阐述了光折变多重体全息光栅作为滤波器实现波长解复用的原理,分析了滤波器的波长和角度选择特性,对器件设计中要考虑的问题进行了讨论。提出了实现多重体全息光栅波长解复用的实验方案和实用化要解决的问题。     

衍射波长10.6μm的计算全息光栅扫描器研究

给出了圆筒型和圆盘到计算全息光栅扫描器的位相方程、条纹位置方程及参数结构方程式,并由此设计和制作了用于波长λ＝１０．６μｍ的圆盘型反射式计算全息光栅扫描器,在实验中重点解决了零点漂移和波称λ＝１０．６μｍ的激光为不可见光的问题,最后对扫描特性进行了分析。     

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.     

耦合波法和模式匹配法分析亚波长光栅中的光场分布

对于亚波长微结构光学元件,其特征尺寸为波长量级或亚波长量级,刻蚀深度也较大,标量衍射理论中的假设和近似己不再成立.此时,光的偏振性质和不同偏振光之间的相互作用对光的衍射结果起着重大作用,因此,必须应用严格的矢量衍射方法来分析和进行设计.在光栅问题的精确数值汁算方法中,目前常用的两种方法为耦合波法和模式匹配法.我们应用耦...     

基于亚波长光栅结构的折射率传感研究进展

新一代片上传感系统提出了微型化、集成化、低成本等发展需求,硅基集成波导器件适应其发展趋势,其中亚波长光栅结构因独特的模场分布特性在折射率传感领域备受青睐。文章首先对亚波长光栅波导的工作原理进行了介绍,阐述其在折射率传感领域的优势,然后按器件结构分类梳理了亚波长光栅结构折射率传感的最新研究进展,并分析和总结了不同器件结构的优缺点,最后展望了基于亚波长光栅结构的折射率传感未来的发展方向。     

像素化全息显示技术

提出了一种像素化全息显示技术,并在实验中获得成功。这种显示技术可以解决阻碍显示全息发展的3个主要因素,为显示全息的广泛应用和市场开发提供一种新的方法和途径。     

全息显示屏的研制

本文分析了现有平显系统的缺陷与改进方法,比较了国产镀３膜显示屏与美国Ｆ－１６全息显示屏的性能指标,介绍了在全息屏方面所作的工作并讨论了影响全息显示屏反射主波长,带宽及衍射效率的主要因素,并提出了研制过程中出现的问题。     

二维全息光栅的夫琅和费衍射

为了对光栅的衍射性能有更深入的了解,对振幅型光栅的衍射进行了研究。通过对振幅型一维和二维全息光栅的夫琅和费衍射进行观测,拍摄了光栅衍射的夫琅和费衍射图样。从结果发现二维光栅的主极大分布并非两个一维光栅主极大分布的简单相加,而是在二维平面内形成的规则分布,其分布规律与矩孔衍射图样的光强分布有着相似之处。实验结果可以据衍射理论很好地解释,因此,理论与实验是完全一致的。     

全息拼接光栅的误差研究

为了制作大面积拼接光栅,对全息光栅拼接误差进行了分析。利用参考光栅与光场光栅形成的莫尔条纹来控制拼接光栅位置和误差,确定了参考光栅莫尔条纹间距、倾斜度及相位与拼接光栅位置之间的关系。研究了参考光栅面和拼接光栅基片不平行时莫尔条纹与拼接光栅条纹的相位一致性,计算了光程差漂移对拼接光栅相位对准误差的影响,分析了工作平台移动对光栅拼接误差的影响。得出光栅拼接总误差为0.15λ,该误差接近光栅拼接精度要求,通过实验验证了全息光栅拼接误差分析的正确性。结果表明,利用参考光栅进行全息光栅拼接是可行的。全息拼接光栅的误差分析为制作米量级高精度拼接光栅提供了理论支持。     

全息真三维显示系统

电脑屏显实际上是平面显示,尽管其有“立体”的视感,然而那只是一种具有心理景深的“伪三维”平面显示。真三维显示技术是在三维立体空间对物体成像,具有真正的物理景深。本文研究的是真三维的全息显示系统,分别介绍了五种真三维显示系统,对真三维全息显示中关键技术问题进行了分析和讨论。     

用等离子体蚀刻法提高浮雕全息光栅的衍射效率

本文提出了用等离子体蚀刻法提高浮雕全息光栅衍射效率的原理和方法.从光致抗蚀剂层蚀刻到Si_3N_4薄膜层的光栅衍射效率已达31.2％,比原版光致抗蚀剂层母光栅的衍射效率提高了2.5倍。这种方法可制作优质的浮雕薄膜光栅。     

Visual perception of Fourier rainbow holographic display

The rainbow hologram provides views of reconstruction with rainbow color within a large viewing zone. In our recent paper, a Fourier rainbow holographic display using diffraction grating and a white‐light LED source was introduced. In this technique, the rainbow effect is realized by the dispersion of white‐light source on diffraction grating, while the slit is implemented numerically by reducing the demands of the space‐bandwidth product of the display. This paper presents a novel analysis on the visual perception of the Fourier rainbow holographic display using Wigner distribution. The view‐dependent appearance of the image, including multispectral field of view and viewing zone, is investigated considering the observer and the display parameters. The resolution of the holographic view is also investigated. For this, a new quantitative assessment for image blur is introduced using Wigner distribution analysis. The analysis is supported with numerical simulations and experimentally captured optical reconstructions for the holograms of the computer model and real object generated with different slit size, reconstruction distance, and different observation conditions.     

用DCG制作全息显示屏的工艺研究

本文对应用ＤＣＧ制作全息显示屏的工艺进行了实验研究,从中比较出最佳的制版工艺,优选出满足课题要求的拍摄光路,并讨论了后处理工艺对全息显示屏质量的影响,最后还提出了一些尚待解决的问题。     

全息光刻制备LC-DFB及光栅刻蚀优化

成功制备出室温激射波长为2 μm的GaSb基侧向耦合分布反馈量子阱激光器.采用全息曝光及电感耦合等离子体刻蚀技术制备二阶布拉格光栅.优化了光栅制备的刻蚀条件,并获得室温2 μm单纵模激射.激光器输出光功率超过5 mW,最大边模抑制比达到24 dB.     

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。