本文關(guān)鍵詞：光柵共振耦合中的共振特征與譜對稱性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：導(dǎo)模共振濾光片是指當(dāng)波導(dǎo)光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足一定條件的情況下,會在特定波長入射的條件下激發(fā)結(jié)構(gòu)所支持的泄漏模使得入射能量重新分配,光譜中呈現(xiàn)出尖銳的窄帶濾波特性,其最高反射效率可達(dá)100%,線寬僅為0.01nm,并且具有極低的旁帶響應(yīng)。因此光波在亞波長波導(dǎo)柵中傳播的物理現(xiàn)象——導(dǎo)模共振效應(yīng),被廣泛應(yīng)用于高功率激光、濾波器、光開關(guān)等領(lǐng)域中。通常情況下,導(dǎo)模共振濾光片主要由覆蓋層、光柵層、波導(dǎo)層及襯底四部分構(gòu)成,但其濾波特性對光柵周期、占空比、光柵深度、波導(dǎo)層厚度等結(jié)構(gòu)參數(shù)非常敏感,改變以上任意參量均可能造成譜線線型的改變從而對應(yīng)用的設(shè)備不良的影響,因此了解譜線對稱性變化的物理機(jī)理從而控制譜線線型顯得尤為重要。為了解決導(dǎo)模共振濾光片響應(yīng)譜線的對稱性成因分析的問題,本文提出了豎直耦合共振模型,系統(tǒng)地闡述了光耦合入波導(dǎo)層后傳播模在水平與豎直兩個方向的傳播行為,并解釋了豎直模在耦合出后衍射場相位變化對共振峰的影響,并利用Fano共振的原理解釋了這種不對稱響應(yīng)譜線的形成原因。為了驗證豎直耦合共振模型的正確性,本文設(shè)計了兩種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的導(dǎo)模共振濾光片器件通過嚴(yán)格耦合波分析法(RCWA)模擬出在TE偏振光入射下的反射響應(yīng)譜線并觀察在僅改變光柵高度的情況下其譜線對稱性的變化規(guī)律以驗證縱向雙渠道模型。為了更直觀的觀察導(dǎo)模層內(nèi)傳播模的傳播行為,本文模擬了波導(dǎo)層內(nèi)的電場分布情況。通過觀察在不同光柵高度的情況下共振峰及反射谷處電場強(qiáng)度分布情況,發(fā)現(xiàn)了對于導(dǎo)模共振反射譜線,在僅改變光柵高度時譜線對稱性隨之而變化,這是由于光柵高度的變化導(dǎo)致不同階數(shù)的沿豎直方向傳播的模分量的有效折射率隨之而變化造成的,進(jìn)而使得水平方向模分量與豎直方向模分量的衍射場之間的相位差了發(fā)生變化。該結(jié)果進(jìn)一步驗證了豎直耦合共振模型。本文首次提出了豎直耦合共振模型,該模型的建立有效避免了大規(guī)模矩陣運(yùn)算并為研究雙層波導(dǎo)光柵中導(dǎo)模耦合過程提供簡單直觀的解釋。首次從模傳播的豎直分量角度解釋了導(dǎo)致導(dǎo)模共振譜線不對稱性的產(chǎn)生原因并為控制譜線對稱性提供了參考意見,有助于理解光子晶體中的Fano共振問題。
【關(guān)鍵詞】：亞波長光柵 導(dǎo)模共振 譜線對稱性
【學(xué)位授予單位】：重慶師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN25
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 衍射光學(xué)概述10-11
• 1.2 亞波長光柵的原理與應(yīng)用11-13
• 1.3 導(dǎo)模共振濾光片中譜線對稱性的研究進(jìn)展13-14
• 1.4 Fano共振的研究進(jìn)展14-15
• 1.5 Fano共振產(chǎn)生原理15-17
• 1.6 本文研究的內(nèi)容17-19
• 2 導(dǎo)模共振理論模型19-25
• 2.1 導(dǎo)模共振的基本原理19-22
• 2.1.1 導(dǎo)模共振效應(yīng)19-21
• 2.1.2 模耦合理論21-22
• 2.2 雙模干涉模型簡介22-23
• 2.3 雙模干涉模型能量耦合的特點23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 3 豎直耦合共振模型25-29
• 3.1 豎直耦合共振簡介25-26
• 3.2 豎直耦合共振模型的Fano共振解釋26-27
• 3.3 豎直耦合共振模型的影響因素27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 4 理論分析反射譜對稱性29-37
• 4.1 反射譜對稱性驗證方案29
• 4.2 驗證與模擬29-35
• 4.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計及模擬參數(shù)設(shè)計29-32
• 4.2.2 數(shù)值模擬與討論32-35
• 4.3 本章小結(jié)35-37
• 5 亞波長光柵的制備37-47
• 5.1 鍍膜工藝37-40
• 5.1.1 低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）37-38
• 5.1.2 感應(yīng)耦合等離子體化學(xué)氣相沉積（ICPCVD）38-39
• 5.1.3 等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積（PECVD）39-40
• 5.2 光刻工藝40-41
• 5.3 刻蝕工藝41-42
• 5.4 制備步驟42-43
• 5.5 樣品展示與表征43-44
• 5.6 測試與分析44-45
• 5.7 本章小結(jié)45-47
• 6 總結(jié)與展望47-49
• 6.1 總結(jié)47-48
• 6.2 展望48-49
• 參考文獻(xiàn)49-56
• 附錄A：作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及科研情況56-57
• 致謝57

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張培琨,李育林,劉家英,喬學(xué)光,忽滿利,賈宏志;線性啁啾光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的定量研究方法[J];光子學(xué)報;1998年06期

2 陳德偉;;采樣光柵設(shè)計與衍射行為分析[J];激光雜志;2006年03期

3 葉超;謝永軍;付紹軍;何世平;;采用彈性基底制作變間距光柵[J];微細(xì)加工技術(shù);2006年02期

4 葉錫標(biāo);周成剛;張陽;黃文浩;;基于透反式二維絕對零位光柵的光刻對準(zhǔn)技術(shù)[J];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2007年03期

5 葉燕;陳林森;;埋入式光柵雙通道特性及其應(yīng)用研究[J];光學(xué)學(xué)報;2008年12期

6 沈洪斌;張雛;司賓強(qiáng);;基于狹縫方程的二次扭曲光柵的設(shè)計與衍射模擬[J];激光雜志;2008年02期

7 方明月;段永遠(yuǎn);諶夏;彭姝慧;蒲利春;;非線性光柵器件[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

8 劉榮祁;陳建榮;林寶卿;莊其仁;;浮雕矩形光柵刻槽深度的衍射測量方法[J];應(yīng)用激光;2009年03期

9 厲以宇;王媛媛;陳浩;朱德喜;胡川;瞿佳;;基于二維結(jié)構(gòu)薄膜的偏振選擇相位光柵的研究[J];物理學(xué)報;2010年07期

10 王聰;張軍偉;杜麗;周海;;光柵拼接技術(shù)研究進(jìn)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2011年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉恒彪;王占山;;納米光柵結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)研制[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

2 耿康;陳新榮;吳建宏;;用衍射效率的光譜分布判斷多層介質(zhì)膜光柵掩膜形貌[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

3 白昱;金玉;劉岳峰;馮晶;孫洪波;;光柵微結(jié)構(gòu)提高有機(jī)電致發(fā)光器件光取出效率的研究[A];全國第15次光纖通信暨第16屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

4 李術(shù)新;梁東;邢岐榮;徐世祥;郎利影;田震;柴路;王清月;;零級深度金屬光柵對太赫茲波透過特性的理論研究[A];光電技術(shù)與系統(tǒng)文選——中國光學(xué)學(xué)會光電技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年暨第十一屆全國光電技術(shù)與系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

5 曹召良;盧振武;李鳳有;孫強(qiáng);;亞波長周期結(jié)構(gòu)光柵的制作工藝和理論關(guān)系研究[A];2002年中國光學(xué)學(xué)會年會論文集[C];2002年

6 成希革;黃吉發(fā);尹振宇;李雪玲;;內(nèi)置多葉光柵集成[A];第八屆全國醫(yī)用加速器學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2009年

7 楊德興;王海濱;趙建林;張鵬;郭夏銳;;層狀多重體全息光柵的研究[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

8 周常河;;低密度光柵的飛秒信息處理技術(shù)[A];2006年全國強(qiáng)場激光物理會議論文集[C];2006年

9 閔長俊;焦小瑾;王沛;明海;;表面有凹槽的亞波長金屬光柵結(jié)構(gòu)中光的透射現(xiàn)象的研究[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

10 賴建軍;梁華鋒;王彬;翟小鋒;;基于金屬/介質(zhì)/金屬光柵的窄帶紅外發(fā)射/吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計[A];中國光學(xué)學(xué)會2010年光學(xué)大會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 通訊員　 周曄 記者　 李雪林;0.1秒干完10分鐘的活[N];文匯報;2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 金娃;PCF熱傳導(dǎo)與形變機(jī)理及在熔接和光柵制備中的應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 武華;面向硅基光子集成的光柵器件研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

3 吳麗翔;取樣光柵的刻蝕深度空間分布微調(diào)方法[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

4 李朝陽;物像光柵自拼接在超短超強(qiáng)激光中的應(yīng)用問題研究[D];南京理工大學(xué);2015年

5 廖云飛;大口徑精密光柵拼接系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2015年

6 劉麗娟;液晶/聚合物光柵激光器性能的研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2016年

7 王志文;基于金屬納米光柵的集成偏振導(dǎo)航傳感器研究[D];大連理工大學(xué);2016年

8 王瑞;亞波長微偏振光柵探測器的研制方法及其偏振特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所);2016年

9 吳華明;硅基微納二元非均勻光柵的研究及應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2010年

10 董毅;用于光互連的體波導(dǎo)光柵耦合器：分析、制備和應(yīng)用[D];山東大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何培棟;基于LiNbO_3的波導(dǎo)及光柵的研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 周陽;全息深亞波長光柵技術(shù)研究[D];蘇州大學(xué);2015年

3 張嘉赫;OCB模式液晶光柵的光學(xué)特性研究[D];大連海事大學(xué);2015年

4 盧鷺云;寬光譜光柵側(cè)面耦合集光技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 陳劍科;新型二維折疊光譜儀的工程化研制及其應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

6 汪瑾;片狀光柵內(nèi)各模式性質(zhì)研究[D];華東師范大學(xué);2015年

7 胡瑞;基于復(fù)合微納金屬光柵—波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的雙通道帶通濾波器的設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

8 楊倩;基于疊印采樣光柵的光碼分多址編解碼技術(shù)研究[D];南京大學(xué);2014年

9 張新彬;偏振分束光柵的設(shè)計和制造[D];福建師范大學(xué);2015年

10 任建文;光折變光柵濾波器及其應(yīng)用研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：光柵共振耦合中的共振特征與譜對稱性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：408959