深亚波长二维光栅抗反射特性研究的新方法

采用了耦合波理论对结构尺度远小于波长的二维亚波长周期光栅进行了讨论,结果表明,这种二维亚波长光栅可等效成一介质层,这介质层具有双折射晶体的性质,文中给出了相应的等效折射率,在此基础上我们采用数值计算的方法分析了在不同入射角情况下该介质层的反射特性,从而给出了抗反膜的设计参数。     

基于表面等离子体激元的新型金属光栅波导的研究

对基于表面等离子体激元的五层金属光栅透射现象进行了分析研究。根据仿真得出的透射和发射谱线,分析得出五层金属光栅有良好的增透效果。研究中发现在1 550 nm通信波段附近,通过改变金属光栅的周期长度,可以对反射谱进行波长调谐,实现增透波长的选择。     

量子保密通信中光纤光栅的波长稳定性研究

为了改善量子保密通信设备中所用光纤布拉格光栅的长期波长稳定性,从工艺角度提出了采用特殊光纤涂覆层材料对常规的光纤光栅加以改进,并制作了基于新工艺的双金属温度补偿光纤光栅样品.理论研究了温度和应力等因素对光纤光栅中心波长的影响,分析了光纤光栅温度补偿的原理和方法.通过高温加速老化的方法,监测了所制作的新工艺光纤光栅样品在等效3年时间内中心波长变化情况,同时对比测试了原有工艺的部分样品.分析了所制作的光纤光栅在特定传输距离时应用于量子保密通信中的滤波特性.结果表明,新工艺的光纤光栅在3年等效老化时间内,中心波长漂移量均在产品允许的最大漂移范围内,较常规的光纤光栅工艺有较大改善,满足设备长期运行时对波长漂移精度的使用要求.     

长周期光纤光栅谐振波长的研究

用三层模型的标量近似的分析方法，通过对长周期光纤光栅的各阶包层模的有效折射率的数值计算，分析了谐振波长与光栅周期的关系，并总结了谐振渡随环境折射率的变化规律。     

近红外铌酸锂光栅耦合器耦合效率优化研究

提出了一种基于铌酸锂导模结构的高效光栅耦合器设计方案及其优化的光学激发配置.利用有限时域差分算法对光栅耦合器的耦合效果进行了数值分析;主要研究了光栅周期、光栅占空比、二氧化硅隔离层厚度,以及入射光的偏振和角度对光栅耦合效率的影响;对在共振波长和非共振波长处空间光传播电场图像进行了模拟.理论仿真结果显示,在光栅周期为650 nm、光栅占空比为0.3、刻蚀深度为130 nm时,利用横磁(transverse magnetic,TM)偏振光沿光栅法线夹角17°方向入射,可获得优化的光栅耦合效率～38%,从而有效地将空间光耦合进入铌酸锂亚波长波导薄膜中,这对铌酸锂微纳光栅耦合器的设计和性能应用有借鉴和参考价值.     

均匀光纤光栅法布里-珀罗腔反射峰值波长分析

从均匀光纤光栅法布里-珀罗腔(F-P腔)的工作原理出发,通过引入等效F-P腔长,分析推导出了其反射峰值波长表达式,得到反射峰间隔及其主带宽内的谐振峰数,并且从物理意义上进行了解释。在耦合模理论和传输矩阵法的基础上,通过MATLAB编程进行了数值模拟仿真,并以两种方式改变等效F-P腔长来分析其对反射谱的影响。模拟仿真结果表明,等效F-P腔长的引入对公式起了关键性作用,它等同于均匀取样光纤光栅(USFBG)反射峰值波长表达式中的取样周期,验证了理论分析的结果。     

可见光波段亚波长防伪光栅的实验研究

研究可见光波段亚波长防伪光栅的制做.给出了用2θ夹角一次光刻、2θ夹角摆动δ角两次光刻和2θ夹角旋转β角两次光刻等干涉光刻工艺设计和构建可见光波段亚波长光栅微结构的基本原理.优化设计的干板表面曝光量分布函数可用于构建特定面形分布的光栅微结构.制作了可见光波段的1维和2维亚波长光栅微结构,给出了其SEM和AFM实验数据和理论分析图形,检验了微结构的彩色防伪光变效果.实验结果表明:该干涉光刻工艺能够构建出表面光滑、深度较大的复杂光栅微结构,并能展现出一定的彩色光变效果.     

亚波长光栅的可见光共振特性研究

研究亚波长光栅的可见光共振特性. 分析了光栅共振的基本原理. 基于严格矢量衍射理论给出了不同光栅参量(如光栅周期、填充因数、光栅深度、光栅材料等)的优化设计图,定量得出了各参量控制光栅共振特性(共振波长和半峰全宽)的一般规律,共振波长与光栅周期成比例. 共振半峰全宽值主要依赖于光栅调制系数和波导光栅对导模的限制程度,填充因数和光栅深度也对其有一定的影响,为新型防伪光栅设备的开发提供了理论依据.     

图案几何参数对硅晶圆片表面吸收率的影响

利用时域有限差分法(FDTD)研究了晶圆片中SiO2沟槽尺寸变化对其表面吸收率的影响.同时利用等效介质理论(EMT)对预测结果进行了进一步解释分析.计算结果表明,次波长光栅时,EMT可以很好地预测光谱吸收率的变化;当SiO2沟槽宽度增加时腔共振效应提高了晶圆片表面的吸收率;当光栅周期与入射波长大小相当且填充比不是很小时,吸收率曲线在短波长区会出现较为强烈的震荡.     

基于PDMS自组装褶皱结构的近红外亚波长金属偏振光栅设计分析

提出一种以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基底,结合氧气等离子体氧化处理在PDMS表面生成类二氧化硅刚性层,通过聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性薄膜谐调应力在柔性衬底/刚性薄膜的表面自组装形成有序结构的方法。并制备了周期450 nm、占空0.5、高度100 nm的有序的亚波长正弦光栅结构,以此为基底设计了可用于近红外的金属偏振光栅。结合不同的金属纳米薄膜沉积方法,以严格耦合波理论为分析基础,分析了这三种光栅在近红外波段的偏振性能。分析结果表明,金属层的结构对光栅的偏振性能影响很大,三种结构各有优劣。这种基于自组装结构的加工方法有望解决亚波长金属光栅生产周期长、生产成本高的问题。     

全息合束器消闪烁及光线追迹的简化

论述了全息合束器的闪烁及其产生原因。讨论了全息光栅光线追迹的两种方法，指出当光栅条纹平行于表面时，这两种光线追迹的结果是一致的，并且可简化为；     

光栅衍射条纹法测量平面的倾斜角度

本文提出了一种光栅衍射条纹法,该方法同时适用于小场景和大场景的三维形貌测量,并且使用光栅衍射条纹法测量平面的倾斜角度,通过实验证明该方法可行.     

光栅衍射效率的分析

本文提出一种计算光栅衍射效率理论值的方法,用这种方法推出了各种类型光光栅衍射效率的普遍公式並研究了取得最佳衍射效率的条件。     

用于防水数显卡尺的新型感栅式位移传感器设计

针对容栅式数显卡尺对液体和磁性物体敏感，无法工作在液体环境下的缺点，提出了一种基于电涡流效应的栅式位移传感器设计方案．理论和实验证明，该传感器具有较高的测量灵敏度和分辨率、较大的测量范围以及良好的防水性能．这种传感器已经成功地应用于新型防水电子数显卡尺中，可以在具有切削液条件的环境下正常工作．     

一种分析啁啾光纤光栅反射的矩阵方法

提出了一种研究布拉格光纤光栅反射的矩阵计算方法，通过它可以很简便地得到光纤光栅布拉格反射系数。将其结果与耦合模理论结果进行了讨论比较，表明该方法是方便有效的。     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化(间隙孔半径、层数)与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

提高光栅测距精度的四倍频判向电路

光栅是一种精密的位移检测装置，它的输出很容易和计算机接口．本文介绍了一种可提高光栅测距精度、工作稳定可靠的四倍频判向电路     

平条纹面体光栅内部光场的分析

本文从推广的二阶耦合波理论出发,对平条纹面光栅衍射这一物理过程进行分析。主要内容包括:1) 光栅内光场结构的分析,2) 模式与耦合的关系,3) 一种度量不同级光场之间耦合程度的方法,4) 布拉格条件与简并条件的关系,5) 级间能量传递过程的分析,以及 6) 边界参量对衍射的影响。     

双波长全息光栅式波分复用器的研究

文中介绍了一种利用对红光、蓝光均敏感的双色非水溶性光致聚合物制成的全息光栅式波分复用器.该波分复用器是由双色二重全息光栅实现的,此光栅分辨率〉5 000 line/mm,具有一次成型、损耗小、通道宽度窄、串扰小,温度变化时中心波长的漂移几乎为零等优点.和单波长的二重光栅相比,它解决了由于光的相干性出现的串扰问题,串扰更小,所以在制作光栅时两束光不但可以选择角度入射也可以选择平行入射,同时具有良好的波长选择性和角度选择性,达到了增加通道数的目的.     

一种动静态测量结合及大小数记数分离的直流光栅测试系统

针对直流光栅测试系统分辨率低、精度难以提高的问题，提出了一种动静态测量结合、大小数记数分离的直流光栅测试系统。在光栅付相对移动的动态测量过程中，获得当量数为1／4光栅栅距的大数记数，在相对移动开始之前和结束之后的静态时刻，获得当量数为1／360光栅栅距的小数记数，最后通过大小数的正确结合，获得测量结果。