發(fā)布時(shí)間：2024-03-31 00:26

　　微納光學(xué)是利用微納結(jié)構(gòu)材料(micro-structure materials)作為實(shí)現(xiàn)光學(xué)功能元件的光學(xué)分支。一直以來(lái),光學(xué)元件的減反射都依賴于多層膜結(jié)構(gòu),然而多層膜結(jié)構(gòu)的激光損傷閾值較低,嚴(yán)重制約了大功率激光器的應(yīng)用與發(fā)展。而通過(guò)在微結(jié)構(gòu)材料上制備特定的微結(jié)構(gòu),能獲得比多層膜結(jié)構(gòu)透過(guò)率更高、激光損傷閾值更高的微納增透光學(xué)器件,從而有效的用于高能激光系統(tǒng)。本文在熔融石英上設(shè)計(jì)和制造二維圓柱形亞波長(zhǎng)光柵(two-dimensional cylindrical subwavelength gratings,SWGs),用于1064nm波長(zhǎng)激光系統(tǒng)。在1064nm處獲得了99.0%的透過(guò)率,但是在1064nm激光脈沖輻照下激光誘導(dǎo)損傷閾值(26.12J/cm)(laser-induced damage threshold,LIDT)低于白熔融石英(37.72J/cm)的微納光學(xué)器件。為了定量分析激光誘導(dǎo)損傷機(jī)理,我們對(duì)集成了二維圓柱形亞波長(zhǎng)光柵的熔融石英在激光輻照過(guò)程下的宏觀溫度、微結(jié)構(gòu)電場(chǎng)、微結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力分布,通過(guò)有限元法進(jìn)行了分析。通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)研究的比較,我們認(rèn)為微納結(jié)構(gòu)在輻照過(guò)程中導(dǎo)...

【文章頁(yè)數(shù)】：50 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1（a）為7種不同微結(jié)構(gòu)柱形高度下，波長(zhǎng)與反射率的關(guān)系；（b）為3種亞波

英損傷閾值大約為38.32J/cm，而表面帶有微納增透結(jié)構(gòu)的熔融石英LIDT則接近60。由于制備技術(shù)以及波長(zhǎng)與微納結(jié)構(gòu)尺寸的限制，目前大部分微納增透結(jié)構(gòu)光柵只適合用在紅外及微波領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，在微納增透結(jié)構(gòu)器件領(lǐng)域的研究主要有南開(kāi)大學(xué)光電信息技術(shù)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、中國(guó)科學(xué)....

圖1-2微納增透光學(xué)器件的制備技術(shù)[30]

圖1-2微納增透光學(xué)器件的制備技術(shù)[30]由于衍射極限，在微納增透光柵的特征尺寸小于/2時(shí)，通過(guò)紫外激光進(jìn)行曝光的照相平板技術(shù)將受到一定限制。而電子束曝光或深紫外激光曝光等制備方法雖然能制備更小周期的微納結(jié)構(gòu)光柵，但是它的造價(jià)太過(guò)昂貴，很少領(lǐng)域能夠廣泛應(yīng)用。熔融石英玻璃....

圖2-1二維光柵結(jié)構(gòu)圖

器件的設(shè)計(jì)與制備也常有報(bào)道。本章將高能激光系統(tǒng)中的微納增透周期結(jié)構(gòu)。制備技術(shù)，通過(guò)研究光柵表面形貌、周，以求達(dá)到優(yōu)秀的透射能力。本章將利信息，從而得到最優(yōu)秀的參數(shù)配比，以學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論增透光學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖如圖（2-1）所示高度分別是w和h。

圖2-2在1064nm處，透過(guò)率隨微結(jié)構(gòu)周期、深度變化的趨勢(shì)圖

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文小的周期結(jié)構(gòu)高度下獲得相對(duì)較高透射率的微納光柵，我們分析了透射率（T）和高度（h）以及所述周期光柵脊的（Λ）之間的關(guān)系。利用上述編制的matlab程序進(jìn)行了計(jì)算，透射率與微納增透結(jié)構(gòu)周期、微納增透結(jié)構(gòu)深度的關(guān)系如圖2-2所示。我們可以看到有一個(gè)整體的....

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