Determining the Relief Rectangular Grating's Parameters with the Diffraction Efficiencies Ratio

基于矩形光栅的标量衍射效率公式,提出一种根据0级和1级衍射效率比来测量浮雕矩形光栅的刻槽深度和折射率的方法,并对衍射效率与刻槽深度和入射角的关系进行分析.对刻槽深度分别为2.90,1.01μm的熔石英离子刻蚀矩形光栅进行测量,从实验上验证测量方法的正确性.研究结果表明:通过测量透过光栅的0级和1级衍射光强比,可反演出矩形光栅刻槽深度和塑料光栅材料的折射率,所测量光栅刻槽深度和折射率的误差均小于1％.     

用衍射效率比测浮雕矩形光栅参量

基于矩形光栅的标量衍射效率公式,提出一种根据0级和1级衍射效率比来测量浮雕矩形光栅的刻槽深度和折射率的方法,并对衍射效率与刻槽深度和入射角的关系进行分析.对刻槽深度分别为2.90,1.01μm的熔石英离子刻蚀矩形光栅进行测量,从实验上验证测量方法的正确性.研究结果表明:通过测量透过光栅的0级和1级衍射光强比,可反演出矩形光栅刻槽深度和塑料光栅材料的折射率,所测量光栅刻槽深度和折射率的误差均小于1%.     

聚合物分散液晶体全息光栅在1550 nm波长处选择性模拟

介绍了制作体全息聚合物分散液晶光栅的基本原理.根据光栅的衍射特性计算公式,利用matlab程序对H PDLC光栅在中心波长为1 550 nm处的波长选择特性进行模拟,并且进一步实现H PDLC动态光强增益均衡器功能.计算结果表明,在光栅条纹法线同光栅表面法线的夹角为150°、光线入射角度为0°、光栅厚度为40μm、折射率调制为0.005时,光栅在1 550 nm处的衍射谱线半宽度能够达到10 nm.     

塑料相位光栅型波分复用/解复用器的设计

采用模压成型的塑料相位光栅作为波分复用/解复用器的分光元件,根据矩形相位光栅衍射公式,理论分析和仿真其衍射效率和信道分离情况.研究结果表明:对于一定刻槽深度的塑料相位光栅,+1级衍射效率和入射角的关系与理论分析结果一致,即对于采用的波长分别为575,625,675nm的入射光,当刻槽深度为200nm时,+1级衍射效率最大值所对应的入射角为25°左右,此时衍射效率理论值最大可达0.79;信道间隔为50nm时,从探测器观察其光斑间隔为230μm左右,大于光纤直径(200μm),能有效实现光波分离,可应用于塑料光纤波分复用系统.     

不同常数电控双折射无刻痕液晶光栅的电光特性研究

本文选取向列相液晶MLC-7700-100制备电控双折射无刻痕液晶光栅,三种液晶光栅的光栅常数分别为200μm,100μm,66.7μm,并采用波长为λ=632.8nm的He-Ne激光为光源,照射液晶光栅。同时对液晶光栅施加频率为f=100Hz的交流信号,在电压驱动下得到不同的衍射光斑,研究电压驱动下第1级衍射光斑的电光特性改变的情况。     

透射型亚波长二元闪耀光栅的数值模拟与分析

使用OptiFDTD对透射型亚波长二元闪耀光栅的透射场进行了数值模拟;使用FFT方法对电磁场分量进行分析,得到其各个级次的能量分布,进而分析了亚波长结构二元光栅的各个参数对衍射性能的影响。分析结果证实:透射型亚波长二元闪耀光栅可将正入射的TE波闪耀到 1级,且等分数对衍射角影响很小。给定波长,其设计主要由光栅周期、光栅材料折射率和等分数这3个参数决定。     

用二维全息光栅制作光学时钟分布中的全息光学元件

提出了用二维全息光栅制作自由空间光学时钟分布中的全息光学元件的方法.实验中采用类似于马赫 泽德干涉仪的光路;其中,物光为二维光栅中间的9个衍射级.分析了二维光栅各衍射级的衍射效率、位置及各衍射级之间的间距.初步实验得到了可产生二维3×3输出端的全息光学元件.理论分析表明,该全息光学元件可适用于3×3光敏面半径大于10μm的光探测器阵列.     

阵列波导光栅的波动理论分析与结构设计

运用波动理论分析了阵列波导光栅 (AWG)的模场特性 ,给出了器件传输的数学模型即光栅方程 ,导出了器件的衍射效率与ω0 /d的变化关系 ;提出了AWG器件结构的设计方法 ,论述了决定器件结构的性能参数衍射级、阵列波导数、焦距等的设计原理 ,为器件的整体优化设计提供了参考数据 ;给出了 1 6× 0 .8nm ,中心波长为 1 5 5 0nm的阵列波导光栅波分复用器的设计实例     

高衍射效率金属介质膜光栅的设计及性能分析

基于严格耦合波理论,分析了金属介质膜光栅的衍射性能,以-1级衍射效率为评价函数,研究了表面浮雕结构分别为HfO2和Si O2材料的金属介质膜光栅,获得衍射效率优于99%的结构参数。数值计算表明,当顶层光栅结构为HfO2和Si O2的槽深分别为80nm和225 nm时,在1 053 nm处获得接近100%的衍射效率。     

对位相全息光栅折射率调制度的估算

从讨论全息光栅理论出发,推导出位相型全息光栅折射率调制度、平均折射率、乳胶厚度和消隐角之间的关系,从而找到了估算位相型全息折射率调制度的一种新方法.理论分析得知衍射效率η与曝光量E的关系主要取决于全息光栅折射率调制度n1.同时,在波长为632.8nm,参、物光夹角为40°,参物之比为11的情况下,利用KT-D干板获得无吸收调制的位相全息光栅,测得相应的相对衍射效率和Bragg角偏移Δφ的关系曲线,并对其结果进行具体分析.图3,参5.     

基于高阶模干涉的双参量同时测量传感器的实验研究

提出一种单模-多模-单模(SMS)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的传感结构,利用了多模光纤内的高阶模干涉原理实现传感测量.本文采用了同长度芯径分别为50μm和60μm的多模光纤.实验结果显示,在SMS结构中,芯径50 μm和60μm的温度灵敏度分别为0.095nm/℃和0.127nm/℃,采用大芯径多模光纤略有提高SMS结构的温度灵敏度;折射率灵敏度分别为61.96nm/RIU和128.11nm/RIU,采用大芯径多模光纤大大提高了SMS结构的折射率灵敏度,该传感器能够用于温度和折射率的同时测量.     

静电场诱导光刻技术实现曲面光栅结构的制备

利用软光刻技术在凸面基底上制备了光栅结构.以此凸面基底上制备的光栅结构作为模板,利用静电场诱导光刻技术实现了凹面基底上光栅结构的制备.光栅模板结构的高度为5.3μm,线宽是6.25μm,高宽比达到0.85∶1.诱导成形光栅结构的高度为42μm,线宽是13.35μm,高宽比高于3∶1.结果表明借助静电场诱导光刻技术可以在曲面基底上利用小高宽比的微结构模板制备出大高宽比的微结构.     

多弥散体散射光强的一种简化计算分析

本文提出了以计算多弥散体散射光强分布的一种递推公式,目的在于减少对Mic 系数 a_1、b_1和π_1、τ_1的计算工作量.计算了几种散射截面,其结果与有关文献的数据符合很好.计算中发现,Mic 无穷级数的收敛性与微粒的相对折射率的关系不明显,但与无因次直径α有关.并得出相对散射光强 I/I_0-散射角θ、无因次直径α及相对折射率 m 的三组曲线,其中,把根据 Fraunhofer 衍射理论计算的曲线与根据 Mic 散射理论计算的曲线作了比较,可以看出,当用 Fraunhofer 衍射理论代替 Mic 散射理论处理散射问题时,是可以找到参数(θ、α、m)的适用范围的,并且能确定其误差的大小.     

光栅光阀MEMS光开关系统设计

分析了光栅光阀(grating light valve,GLV)的光学特性,对GLV结构进行了计算机仿真。利用GLV在静电力驱动下具有较高的光学效率、快速的调制速率等优点,基于平行平板电容模型的GLV模拟算法,设计了光栅光阀1×2 MEMS(micro-electro-mechanical systems,微机电系统)光开关,经CoventorWare仿真表明,在1.55μm光波长正入射及给定GLV参数时,所设计的光开关1级衍射效率达到50%,开关时间为微秒级,并具有耐磨损、时间快、寿命长等特点。     

平面非周期聚焦光栅的模拟设计

使用严格耦合波分析和有限元模拟方法,设计了一种新颖的亚波长非周期高对比折射率光栅(HCG).该HCG的结构参数在1.55μm波长能同时满足在Si材料上制作聚焦反射镜和在Ga N材料上制作聚焦透镜,且具有符合微电子工艺的平面结构.模拟结果显示,2种HCG都具有大的数值孔径、很高的衍射系数和优秀的聚焦能力.由于具有相同的HCG结构参数,聚焦透镜和反射镜可以在制作工艺上使用同一光刻掩模版,这对需要聚焦功能的器件,尤其是Si和III族氮化物集成器件的设计制作,提供了极大的方便.     

基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析

针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率的膜层后,覆盖锯齿状的金属膜层.计算结果表明:对于波长532,nm的TE偏振光,空气中0°入射的一级衍射效率可大于90%;当空气中入射光的纵向角在[-8°,12°]、横向角在[-15°,15°]内变化时,一级衍射效率可大于82%且保持平稳.该光栅可在波导全息平视器中,对大视场成像光束进行均匀、高效的耦合.     

在铝诱导下非晶硅薄膜低温快速晶化研究

在镀铝 (0 .5～ 4μm)的玻璃基底上用射频辉光放电化学气相沉积法沉积 1～ 4μm厚的α- Si薄膜 (基底沉积温度为 30 0℃ ,沉积速率为 1 .0μm/h) ,然后样品在共熔温度下、 N2 气保护中热退火 ,可使其快速晶化成多晶硅薄膜 .结果表明 :在铝薄膜的诱导下 α- Si薄膜在温度 550℃附近退火 5min即可达到晶化 ,X-射线衍射分析显示样品退火 30 min形成的硅层基本全部晶化 ,且具有良好的晶化质量 .     

氟化梯度折射率塑料光纤带宽特性计算

基于氟化聚合物梯度折射率圆对称塑料光纤(PF-GIPOF)的传输参量计算,分析其传输特性,推导出频域基带功率传输函数,得到一种参数完整的色散计算模型.理论分析了光源特性、模式时延和模式损耗对带宽的影响并对色散进行拟合和计算.在波长和激光斑半径相异的光源激励下,对不同长度、不同折射率指数的PF-GIPOF的频率响应进行仿真验证.理论计算和实验结果表明,200 m长的PF-GIPOF在1 300 nm工作波长下,半径11.76μm的激光斑激励出的传导模最少,由于差分模式损耗作用,系统带宽提升了3.56 GHz,在α=2.16的折射率下可以得到最大的带宽优化.该计算模型可有效地用于PF-GIPOF通信系统的参量选取和带宽预测.     

一种新型有机聚合物的光全息存储

合成了吩噻嗪(Phenothianzine)聚合物,将其掺入聚乙烯咔唑Poly(N Vinylcarbazole)(PVK)和聚丙烯丁酯(Poly butylacrylate)(PBA)的聚合物(PVK PBA)以及三硝基芴酮2,4,7 trinitro 9 fluorenone(TNF)聚合制成有机薄膜器件.样品在双相干光束作用下,可建立光折射率光栅,其衍射效率可超过30%,并考察了样品折射率光栅形成的动力学过程.我们还实现了全息图象存储,并获得了清晰的存储图象.文章并对相关结果形成的机制做出了定性的分析.     

影响亚波长衍射光栅零级衍射效率的参数分析

结合亚波长光栅的实际制作工艺,使用耦合波理论进行计算,对影响亚波长光栅零级衍射效率的各个参数进行了全面的分析,排除影响较小和实际无影响的参数,着重对影响较大的几个参数进行分析计算,完成了具有所期望零级衍射效率特性的用于光变色防伪技术的亚波长光栅的设计和制作,样品光栅零级衍射效率的测量结果验证了理论计算结果.