因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計靈活等特點(diǎn),衍射光柵自從出現(xiàn)以來,就在光學(xué)中占有重要地位,成為一種常見的光學(xué)器件。隨著研究的不斷進(jìn)展,光柵的發(fā)展也日新月異,高折射率差亞波長光柵在這樣的基礎(chǔ)上以其獨(dú)特的優(yōu)勢在濾波器、激光器、探測器等光電器件中都得到著廣泛的應(yīng)用。通過對亞波長光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理設(shè)計,不僅可以獲得所需的反射率和帶寬,還可以實(shí)現(xiàn)對光束傳播方向的控制,因此亞波長光柵可以用來設(shè)計各種不同功能的器件。本論文主要以高折射率差亞波長光柵的相位調(diào)控特性為重點(diǎn)研究進(jìn)行展開,研究了亞波長光柵的理論分析方法和設(shè)計方法,并基于二維匯聚光柵的設(shè)計對整個過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行展開討論實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下:1、依據(jù)高折射率差亞波長光柵的光場調(diào)控機(jī)制,設(shè)計了具有聚焦功能的非周期條形高折率差亞波長光柵和偏振不敏感非周期二維高折率差亞波長光柵,并提出了二維光柵的優(yōu)化設(shè)計方案。2、發(fā)現(xiàn)了亞波長光柵焦距會隨著光柵尺寸的不同而發(fā)生改變的現(xiàn)象。仿真結(jié)果表明,由于衍射效應(yīng)的存在,一個較大的匯聚光柵,當(dāng)光柵中心與邊緣的相位差大于3 π時,光柵焦距才能趨于穩(wěn)定,與設(shè)計值接近。該研究對以后光電子集成器件中匯聚光柵的精準(zhǔn)設(shè)計... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１周期衍射光柵反射示意圖??如圖１－１所示，一個簡易的在Ｘ方向呈周期排布的一維條形光柵，其周期為??

以實(shí)現(xiàn)的特殊功能。??２００４年Ｍａｔｅｕｓ等人首次提出一種“三明治”設(shè)計結(jié)構(gòu)，即高折射率材料夾??在低折射率材料之間的這樣的結(jié)構(gòu)，如圖１－２所示，即高折射率差亞波長光柵叭??該光柵實(shí)現(xiàn)了在１．４０?廣１．６７?ｐｍ波段范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)反射率Ｒ?＞?９９．９°／。。并于??同年制備了上述設(shè)計的高折射率差亞波長光柵，實(shí)驗(yàn)測試表明在非常寬的反射光??譜范圍１．１２＃ｗ￣１．６２＂ｍ?（ＺＵ／Ａ?＞３５％?）內(nèi)，均可以實(shí)現(xiàn)高反射率（Ｒ?＞?９８．５％?）。??｜?麗?＿＿＿＿＿＿＿??ｐ．．．．．．?．ｆ．ｖ，．?．．?＿．．．?ｒ?：．?．??＜ａ）?（ｂ）??圖１－２高折射率差亞波長光柵結(jié)構(gòu)示意圖??衍射光柵本就是由不同折射率的材料交替間隔排列而成的，高折射率差指的是構(gòu)??成光柵的交替的材料其折射率存在較大差異，高折射率差壓波長光柵具有體積??小、重量輕、易復(fù)制、造價低、衍射效率高、設(shè)計自由度多、材料可選性寬、色??散性能獨(dú)特等優(yōu)勢。能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)光學(xué)器件難以完成的陣列化、集成化以及任意??波面變換等功能，積極地推動著器件和設(shè)備向微型化、集成化、高效率、低成本??發(fā)展的進(jìn)程，進(jìn)而在器件基礎(chǔ)層面上，為不斷向著高速率、智能化，低成本趨勢??發(fā)展的信息網(wǎng)絡(luò)注入創(chuàng)新的活力［１３］。??近年來

Ｅ．Ｖａｓｄｅｋｉｓ，分另０在Ａｐｐｌ．?Ｐｈｙｓ．?Ｌｅｔｔ期干ｉｊ上報道了各自研宄的基于環(huán)開多亞波長光??柵的激光器［８】。２０１０年，美國惠普實(shí)驗(yàn)室的Ｄａｖｉｄ?Ｆａｔｔａ丨博士，在Ｎａｔｕｒｅ?Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ??期刊上指出利用平面介質(zhì)光柵反射鏡能夠?qū)崿F(xiàn)對入射光線的匯聚作用Ｗ。圖１－４??所示，文章中亞波長光柵采用Ｓｉ０２材料，分析了幾種非周期光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)特??性，并且將同樣的厚度為４７０ｎｍ，光柵周期為７６０ｎｍ的周期結(jié)構(gòu)做了對比，指??出通過非周期結(jié)構(gòu)的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)針對光匯聚性能的調(diào)控更加有效。??／?Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?Ｌｉｇｈｔ??Ｘ???＞??Ｘ－Ｎ－１?…Ｘ．２?〇?Ｘｉ?Ｘ２?Ｘ＾＋？ｊ??（ａ）??４??

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]新型微納結(jié)構(gòu)與硅基Ⅲ-Ⅴ族半導(dǎo)體光探測器研究[D]. 胡勁華.北京郵電大學(xué) 2014
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碩士論文
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本文編號：3375051