本文關(guān)鍵詞：亞波長(zhǎng)金屬光柵寬光譜、寬視角偏振特性的研究　出處：《青島大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：偏振分束器是光學(xué)偏振系統(tǒng)中的重要光學(xué)器件,傳統(tǒng)的偏振分束器無法滿足高效性、易集成等要求。亞波長(zhǎng)金屬光柵的光柵周期小于入射波長(zhǎng),能對(duì)不同偏振態(tài)的偏振光產(chǎn)生不同的衍射效果。而由其制成的偏振分束器還可以實(shí)現(xiàn)高效性、寬光譜、寬視角的目的。所以,亞波長(zhǎng)金屬光柵被廣泛應(yīng)用于光存儲(chǔ)、光纖通信以及偏振成像系統(tǒng)等領(lǐng)域�；趪�(yán)格耦合波理論,建立了單層光柵和多層膜光柵的入射光偏振衍射模型,并采用增強(qiáng)透射矩陣的方法解決了多層膜光柵的數(shù)值不穩(wěn)定問題。本文以金屬Ag為光柵材料,設(shè)計(jì)了三種類型的亞波長(zhǎng)金屬光柵:中心波長(zhǎng)為1550nm的亞波長(zhǎng)多層膜金屬光柵、中心波長(zhǎng)為800nm的亞波長(zhǎng)夾層式金屬光柵、中心波長(zhǎng)為800nm的亞波長(zhǎng)嵌入式金屬光柵。采用嚴(yán)格耦合波理論和遺傳算法優(yōu)化出三類光柵的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù),通過討論三類光柵偏振特性與入射波長(zhǎng)和入射角的關(guān)系,研究金屬光柵的寬光譜性和寬視角性。最后,對(duì)三類亞波長(zhǎng)金屬光柵進(jìn)行了工藝容差分析。研究結(jié)果顯示,所設(shè)計(jì)的三類亞波長(zhǎng)金屬光柵滿足寬光譜、寬視角、高衍射效率、高消光比的設(shè)計(jì)要求,且對(duì)光柵的周期、光柵的槽深、覆蓋層厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)具有較大的工藝容差。三類光柵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、偏振分束效果明顯,為實(shí)際制備寬光譜、寬視角、高衍射效率、高消光比的亞波長(zhǎng)金屬光柵提供理論依據(jù)。
[Abstract]:Polarization beam splitter is an important optical device in optical polarization system. The traditional polarization splitter can not meet the requirements of high efficiency and easy integration. The grating period of subwavelength metal grating is less than the incident wavelength. It can produce different diffraction effects for polarized light with different polarization states. And the polarizing beam splitter made by the polarizer can also achieve the purpose of high efficiency, wide spectrum and wide angle of view. Subwavelength metal gratings are widely used in optical storage, optical fiber communication and polarization imaging systems. Based on the strictly coupled wave theory, the incident light polarization diffraction models of single-layer gratings and multilayer gratings are established. The numerical instability of multilayer grating is solved by the method of enhanced transmission matrix. In this paper, the metal Ag is used as the grating material. Three types of subwavelength metal gratings are designed: the subwavelength multilayer metal gratings with the center wavelength of 1550nm and the interlayer metal gratings with the center wavelength of 800nm. The subwavelength embedded metal grating with the center wavelength of 800nm is used to optimize the optimal structure parameters of the three kinds of gratings by using strictly coupled wave theory and genetic algorithm. By discussing the relationship between polarization characteristics of three kinds of gratings and incident wavelength and incident angle, the wide spectrum and wide angle of view of metal gratings are studied. The results show that the three subwavelength metal gratings can meet the design requirements of wide spectrum, wide angle of view, high diffraction efficiency and high extinction ratio. For the period of grating, groove depth of grating, thickness of overlay and other structural parameters, the structure of the three kinds of gratings is simple, low cost, the effect of polarization beam splitting is obvious, for the actual preparation of wide spectrum. The subwavelength metal grating with wide angle of view, high diffraction efficiency and high extinction ratio provides theoretical basis.
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O436.3;TN25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1399557