非周期三角光栅表面等离子体激元透镜研究

提出了一种新的表面等离子体激元透镜结构,该结构通过在两个亚波长小孔的外表面放置非周期的三角形电介质光栅实现对入射光束的有效汇聚。利用时域有限差分法(FDTD)计算了该结构中的稳态电磁场分布,讨论了光栅数目对成像特性的影响,计算发现,聚焦光斑可能出现一个、二个甚至三个;探讨了光栅折射率对成像的影响,发现在一定介质范围内,随着折射率的增大,焦距也随之增大;除此之外,亚波长小孔的数目、光栅中心距离小孔的位置及中间无三角形等因素都在不同程度上对透镜的成像特性有一定影响。     

MIM型双通道光栅波导光学特性研究

文中设计了一种MIM型双通道光栅波导,光栅的单元结构为三角形,利用时域有限差分（FDTD）方法对此结构进行了仿真,研究了不同的结构参数对光增强性能的影响,分析了金属膜厚度（d）、三角形项角（θ）、光栅周期（T）与激发波长之间的关系,对研制基于SPP的新型滤波器提供了一些参考。     

新型三角形光栅斯托克斯参量磁场测量法

分析了均匀光栅反射光的第三归一化斯托克参量(S3)用于磁场测量的限制,提出了利用三角形光栅反射光的S3参量进行磁场测量的方法.并通过仿真,分析了三角形光栅反射光S3参量的性能曲线及其性能影响因素.     

基于同步辐射光刻工艺和电铸工艺的金属纳米光栅模具制备

随着微电子技术的发展,有必要研究在基板上制备高深宽比并拥有垂直侧壁的微纳结构。基于X射线可以制备高质量的纳米母光栅,利用精密纳米电铸技术从母光栅中复制出高质量的微纳金属光栅模具。研究了一种高深宽比的金属镍光栅模具的制备技术。基于同步辐射光刻技术,在硅基板上制备线宽分别为0.25,0.5,1μm,高2.0μm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光栅。利用精密电铸技术,得到线宽分别为0.25,0.5,1μm的金属镍纳米光栅模具,1μm的金属光栅深宽比达1.5。为了获得高质量的PMMA纳米光栅母模,使用了粘接剂,克服了光栅倒伏的缺陷,优化曝光参数,消除了结构底部出现的多余的小三角形结构。     

基于啁啾FBG的三角形光脉冲发生器的优化设计

提出了利用啁啾光纤布拉格光栅(FBG)和马赫增德尔调制器产生三角形光脉冲的优化方案.方案采用FBG模拟单模光纤的色散特性,结合光载波抑制调制产生了三角形光脉冲, 并通过仿真分析,选择FBG的长度、调制深度、适当的折射率切趾函数对三角形光脉冲的线性特征进行了优化.仿真结果表明,在同一啁啾系数下,产生的三角形光脉冲的失真程度随啁啾光纤光栅的调制深度增大而增大,光栅长度、折射率切趾函数对三角形光脉冲的影响也比较明显.与现有系统相比,由于将FBG引入系统,省去长距离的光纤,优化方案系统结构更为简单,三角形光脉冲线性特征更好.     

预群聚电子束团辐射特性

研究了预群聚电子束团沿周期性理想金属光栅表面平行移动时产生的史密斯-帕塞尔辐射(SPR).详细分析了电子束团能量、束团群聚长度、具有不同电流密度分布的电子束团以及光栅结构对辐射特性的影响,同时研究了多个群聚束团的辐射.分析发现,电子束团能量增加、束团群聚尺寸变小以及光栅周期变短,辐射能量角分布峰值所对应的频率明显向高频方向移动;光栅周期与电子束团参量相同的条件下,三角形光栅辐射能量角分布峰值所对应的频率明显高于正弦光栅;群聚束团尺寸越小辐射能量越大,并且束团的纵向群聚长度对辐射能量与辐射频率起主要作用.研究结果表明,通过合理选择光栅尺寸与束团参量,可获得工作频率锁定的太赫兹(THz)波段辐射.     

表面等离子体透射增强提高光刻分辨率的模拟

讨论了表面等离子体透射增强现象在提高分辨率上的应用,数值模拟结果显示采用这种方法光刻的分辨率可以达到32nm。首先用FDTD法模拟了一维周期光栅结构的电场场强的分布,光栅模版具有三角形的脊,整个模版覆盖了一层Ag,然后讨论了三角形底角角度变化对透射率和分辨率的影响。当角度在57°～64°之间变化时,得出三角形脊部有透射增强现象产生,最大透射振幅是入射光的4.2倍,分辨率为(30±5)nm。因为凹槽部分透射光强度很小,因此具有很好的分辨率。通过对比周期和非周期边界条件模拟,三角形脊的形状是产生透射增强现象的原因。     

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。     

光通信波段亚波长光栅偏振器的设计与分析

亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性。基于矢量衍射理论-耦合波分析法对矩形亚波长光栅的衍射效率进行了理论计算,针对光通信中的1 550nm波长设计了一种基于SOI衬底的亚波长偏振光栅,分析了光栅周期、光栅深度、占空比和光栅结构的变化对其偏振特性的影响。仿真结果表明,当光栅的周期为960nm,槽深为230nm,占空比为24%时,可使TM模式的透射率大于95%,TE模式的透射率小于5%,且矩形的光栅结构相对于三角形和圆形的光栅结构具有更好的偏振性能,可有效用于光开关、光隔离器、激光器、光探测器等半导体光电子器件。     

三角形光栅化的硬件设计与验证

三角形光栅化是图形处理器的关键环节。文中光栅化算法通过精确控制扫描边界,同时利用重心坐标计算属性值,过程中采用迭代的方式计算,极大地降低了运算量。文中经过System C系统建模验证,同时又利用Verilog进行硬件电路设计,然后通过硬件测试平台完成功能测试。测试结果表明完成了三角形光栅化基本功能,提高三角形光栅化速度,同时降低硬件资源的使用量和功耗。