导读:本文包含了亚波长光栅论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光栅,波长,相位,偏振,光束,矢量,探测器。
亚波长光栅论文文献综述
赵玉娇,周震[1]（2019）在《双层亚波长光栅微位移传感系统结构优化设计与性能仿真》一文中研究指出随着MEMS惯性传感器件对微位移检测精度的要求越来越高,微位移检测技术已经成为MEMS惯性传感领域的研究热点。亚波长光栅以其超高的位移检测灵敏度成为一个极具发展前景的高精度位移传感平台。利用Rsoft软件模拟分析了双层亚波长光栅共面、离面相对运动时系统零级衍射光透射率与光栅位移量之间的关系及系统关键结构参数对位移检测灵敏度的影响,并对这两种亚波长光栅微位移传感系统进行了结构优化与性能仿真及对比,理论验证了亚波长光栅位移检测的高灵敏度优势。(本文来源于《半导体光电》期刊2019年05期）
黄诚,姜夕梅,白成林,房文敬,范鑫烨[2]（2019）在《具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器》一文中研究指出针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光、集成耦合效率低的问题,本文设计了一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器件上层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波前相位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计的器件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种偏振光的总透射率在1 550 nm处超过了76.5%,偏振消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向光纤通信的集成光电器件中。(本文来源于《光电子·激光》期刊2019年08期）
刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉[3]（2019）在《亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性》一文中研究指出研究亚波长负折射光栅透镜的柱矢量光束聚焦效应,探索并分析光栅的材料、几何参数等对聚焦效果的影响。亚波长光栅的-1级衍射效应可实现等效负折射现象,结合等光程原理可设计出聚焦平凹镜。利用柱对称坐标系下的有限元算法,分析不同材料折射率、不同等效负折射率、不同预设焦距对实际聚焦效果的影响。结果表明:材料折射率能影响聚焦场的能量效率;等效负折射率为-1时,焦点尺寸最小;预设焦距越小,焦点尺寸越小。聚焦场中纵向电场的比例是影响聚焦场横向尺寸的决定性因素。因此,合理设定光栅负折射率、材料折射率,优化负折射光栅平凹镜设计,能够获得优化的聚焦效果。本工作为柱矢量光束聚焦场调控及相关领域的微纳结构设计提供了参考。(本文来源于《光学学报》期刊2019年11期）
王烁[4]（2019）在《集成光子器件中二维亚波长光栅的设计与研究》一文中研究指出随着人们对通信容量需求的提升,光通信系统对器件性能的要求不断提高,促使光电子器件朝着具有易集成、高性能、低功耗、小体积的方向发展。基于衍射光学(例如,光栅、菲涅耳透镜)和薄膜光学(例如,介质滤波器,布拉格反射器)的平面组件已经存在几十年。但近年来随着表面元理论的不断完善和微纳制造技术的不断提升,让平面元件再次成为研究的热点。其中,亚波长光栅是一种新型的微纳结构的光栅,通过调控光栅的结构和尺寸可以控制光的基本属性(幅度,相位,极化),基于这一原理可以实现对光电子集成器件灵活的设计。本论文主要以亚波长光栅应用于光电子集成器件的设计与研究为出发点,重点研究了圆柱型亚波长光栅对光场的调控特性;设计了具有偏振不敏感、高反射率和汇聚特性的圆柱型亚波长光栅;对比分析了具有正四边形和正六边形排布方式的圆柱型亚波长光栅对光场调控的特性;研制并测试了具有角度偏转功能的非周期亚波长光栅反射镜。具体研究内容和创新性成果如下:1、提出了一种具有偏振不敏感、高反射率和汇聚特性的圆柱型亚波长光栅。这一圆柱型亚波长光栅采用正六边形阵列的排布方式,对波长为1550nm的入射光可实现焦距为6μm反射汇聚,焦斑的半高全宽为1.14μm,焦深为1.73μm,反射率为61.3%。从微观上圆柱结构具有旋转对称性,相比于此前提出的二维块状结构的亚波长光栅,基于圆柱型亚波长光栅设计的器件更易实现偏振不敏感的特性。2、对比分析了具有正四边形和正六边形排布方式的圆柱型亚波长光栅对光场调控的特性。本论文分别以正方形和正六边形阵列设计了两种基于圆柱型亚波长光栅的平面汇聚反射镜,对比分析了排布方式对汇聚效果的影响,并得出圆柱型亚波长光栅采用正六边形阵列的汇聚效果更好的结论,特别是在汇聚平面能量峰值上采取正六边阵列排布是采取正方形阵列条件下的1.64倍。这一结论将对圆柱型亚波长光栅阵列的设计具有指导意义。3、研制并测试了具有角度偏转功能的非周期亚波长光栅反射镜。由于“一镜斜置叁镜腔”光探测器的顶部需要集成一个具有小角度偏转功能的反射镜,而能够实现角度偏转功能的非周期亚波长光栅平面反射镜恰好是一个好选择。基于一维亚波长光栅设计、制备并测试了具有角度偏转功能的平面反射镜,实验测得该反射镜可实现17°左右的偏转反射。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-06-04）
曾昆[5]（2019）在《基于亚波长光栅的长波长RCE光探测器》一文中研究指出在信息化浪潮下,由于光纤通信拥有着长距离、大容量、高速率等巨大的优势,各通信网络也开始使用光纤通信作为主要传输方式。近些年来为加快我国宽带建设政府提出了“宽带中国”战略,同时5G技术也逐渐成熟,这些都为光纤通信的发展提供了极大的助力。光探测器作为光通信系统的核心器件之一,对完成光电信号的转换具有关键作用,因此研究具有高光电转换效率和高响应速度的光探测器对FTTX、互联网、大数据、云计算等新型应用的建设以及光通信系统的发展具有重大的意义。用于光纤通信系统中的谐振增强型光探测器(RCE-PD)具有高速、高量子效率的特点很好的解决了探测器中带宽和量子效率之间的矛盾,但是对于工作在1550nm波段处的长波长RCE-PD而言,由于InP基材料的折射率差很小,要想制作出高反射率的分布式布拉格反射镜(DBRs)难度很大,为了解决这个问题,本文提出了一种基于亚波长光栅的单片集成长波长谐振增强型光探测器(monolithic high-contrast grating resonant cavity enhanced photodetector,M-HCG-RCE-PD)。通过深入的理论分析对M-HCG-RCE-PD进行了设计和优化,并进行了相关的工艺研究,实现了M-HCG-RCE-PD的镂空结构。本论文主要研究成果和创新如下:1、提出了基于亚波长光栅的单片集成长波长谐振增强型光探测器。利用亚波长光栅宽光谱、高反射率的特性解决了长波长RCE-PD在制作高反射率DBRs上的难题同时实现了单片集成。2、利用严格耦合波理论(RCWA)对高对比度亚波长光栅(HCG)进行设计,获得了一种对偏振敏感的高反射镜结构。通过仿真计算当HCG厚度为0.185μm,周期为1.07μm,占空比为0.4,以TE偏振光入射时可以在1.5μm到1.6μm波段处得到大于99%的反射率。利用获得的光栅高反射镜,同时建立光探测器的仿真模型进行优化设计,通过仿真优化后得到当器件直径为20μm时M-HCG-RCE-PD的带宽为34GHz,同时在1550nm波长处的量子效率为82%。3、提出了一种新的优化光探测器带宽的途径。一般在优化多层光探测器结构时通常的做法是先优化其中一层,得到最优值后在固定这个值优化下一层,但这么做可能不是很准确,因为无法保证在优化下一层时之前的最优值任为最优值,所以在这里提出了一种新的优化途径,通过引入一个参数K,定义为总本征区厚度与吸收区厚度的比值。通过对参数K的使用同时结合物理模型,可以实现在一次优化过程中完成两层间隔层与一层吸收层的叁层光探测器结构的带宽优化工作。4、提出一种实现M-HCG-RCE-PD镂空结构的工艺方案。利用湿法腐蚀成功制备出了M-HCG-RCE-PD的镂空结构,得到了实现镂空结构的关键工艺参数,并解决了镂空结构中可能存在的坍塌问题。同时测量出实现M-HCG-RCE-PD镂空结构中所要用到的腐蚀液的侧腐蚀速率。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-05-30）
邓学松[6]（2019）在《亚波长光栅式偏振分束器与电磁吸收体的研究》一文中研究指出随着光学系统的快速发展,对光学功能器件的要求也越来越高,基于亚波长结构的光学功能器件成为近年来的研究热点,其中对光的偏振分束以及电磁吸波的研究较为广泛。微纳光栅结构可以通过先进的的微纳加工技术制备,其广泛应用于制造光学功能器件上,在光通信系统、生物传感系统、光伏能源等领域具有广阔的应用前景。目前,亚波长光栅可以用于多种光学元件,如偏振分束器件、窄带滤波器、宽带吸收体等,本文列举了各类亚波长结构的光学功能器件,主要研究了偏振分束器及电磁吸收体的结构与性能,并由此设计出倒梯形双层金属光栅偏振分束结构,其明显提高了光学功能器件的光学特性,并使用严格耦合波算法分析微纳光栅结构的光学特性。本文主要研究内容及创新点归纳如下:一、首先介绍了研究光学器件对社会发展的重要意义,紧接着引出亚波长光栅的国内外研究现状,最后简单介绍了亚波长光栅的两类应用。二、对比不同亚波长结构的偏振分束器和电磁吸收体,并简略阐述了光学功能器件的工作原理,并突出了研究光学功能性器件的重要作用。叁、分析了计算微纳周期光栅结构的理论方法,介绍了严格耦合波分析算法(Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA),推导了计算一维光栅与二维光栅衍射效率的公式。并且分析影响光栅偏振分束特性的因素,为设计新型倒梯形双层金属结构提供理论基础。四、设计了一种以硅作为衬底,在上面覆盖高折射率层,再覆以铝和光刻胶膜层的一维亚波长双层金属式倒梯形结构,该结构在近红外光波段能实现宽带宽和大角度容差的偏振分束功能。五、设计出一种电磁吸收体结构,其以金属层为衬底,覆以矩形硅块及单层石墨烯构成二维亚波长光栅结构,该结构在近红外光波段的表现出高效的窄带吸收特性。本文重点介绍了传统偏振分束器及电磁吸收体两种光学功能器件,在已有结构的基础上做出创新,设计出倒梯形双层金属式偏振分束器以及二维光栅式电磁吸收体结构,为亚波长光学功能器件的研究提供了新的思路。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
岳春云[7]（2019）在《基于相位调控特性的亚波长光栅结构的研究》一文中研究指出随着半导体技术的不断发展,亚波长光栅作为重要的光学功能元件,在光学领域得到了广泛的应用。亚波长光栅是由光栅介质(高折射率材料)与空气(低折射率)介质构成,光栅周期远小于入射光波长,只存在零级衍射波,高阶衍射波均为消逝波。因此,通过改变亚波长光栅的周期、占空比、厚度等参数可以实现光束的波前相位调控,从而实现光学衍射特性的改变(如:透射、反射、偏振分束、偏转、会聚等)。利用亚波长光栅可以制备成反射镜、透射镜、分束器、偏转器等高性能的光学功能器件,因此也成为国内外的研究热点。本论文主要研究基于亚波长光栅的波前相位调控特性,用于实现光束的会聚、相位延迟功分功能,通过设计与仿真得到一维亚波长光栅的单焦点会聚、二维亚波长光栅的单焦点会聚和双焦点会聚、一维亚波长光栅相位延迟器。最后,设计并仿真基于二维亚波长光栅与单行载流子光探测器的光电集成器件,利用二维亚波长光栅的会聚特性使得光探测器的器件特性得到了提升。论文主要研究内容如下:1、比较了叁种亚波长光栅的分析方法,即严格耦合波法(Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA)、有限元法(Finite Element Method)、模式匹配法(Model Method)。严格耦合波法能够清晰地分析光波在亚波长光栅表面的衍射特性,而模式匹配法则更适合分析光在亚波长光栅内部的作用情况;对于非周期亚波长光栅的数值计算,利用有限元分析法对亚波长光栅的求解域进行网格划分离散化,以模拟周期非周期亚波长光栅的层状结构相互作用的电磁波,满足每个极化的电磁场边界条件,并得到亚波长光栅的反射和透射衍射效率。2、分析比较了一维条形亚波长光栅与二维块状亚波长光栅的会聚效果,利用MATLAB数学工具进行光栅数据的计算并利用COMSOL有限元仿真软件进行亚波长光栅结构的仿真。工作波长为1550nm的光束入射到一维条形亚波长光栅,光束透射率为92.3%,焦距为15.1μm,消光比为19.6dB;工作波长在1550nm的光束入射到二维块状亚波长光栅,块状亚波长光栅在SiO_2上呈现不同位置的排布,光束会聚的焦点由每个块状亚波长光栅排列的位置和每个块状亚波长光栅的旋转角度共同决定的。得到光束透射率为96.2%,焦距为8.3μm,消光比为19.8dB;根据二维块状亚波长光栅设计了两个单元的并排分布,得到的二维块状亚波长光栅具有双会聚焦点,会聚光束的透射率分别为42.4%和40.5%,焦距均为8.02μm,消光比分别为16.2dB、16dB。3、主要围绕亚波长光栅的相位延迟以及光束分束特性,理论分析并仿真设计了一种新型的亚波长光栅相位延迟器。利用亚波长光栅实现了入射光信号被分为左右两束光的功率均分以及两束光之间的相位延迟。工作波长为1550nm、偏振态为TM的入射光信号经过亚波长光栅后被均分为左右两束光,左侧光信号0相移,右侧光信号实现了π相移,左右两束光光功率之比为1.005:1,消光比为19.9dB和19.8dB,两光束之间的相位相差π。4、将具有会聚特性的二维亚波长光栅作为单行载流子光探测器的入光窗口,设计并仿真了基于二维亚波长光栅与单行载流子光探测器的光电集成器件(TSGUTC)。利用Atlas软件仿真得到在100w/cm~2光强条件下,单行载流子光探测器在零偏压下直流饱和电流为5.5mA,量子效率为59.52%,带宽为37.7GHz;利用仿真得到TSGUTC在100w/cm~2光强条件下,得到零偏压下直流饱和电流为6mA,量子效率为62%,带宽为41.3GHz。(本文来源于《聊城大学》期刊2019-03-01）
胡贺滕[8]（2019）在《基于深亚波长光栅结构的液晶相位调制器件模型研究》一文中研究指出全息视频显示可以展现逼真的3D景物,因而被认为是最有前景的3D显示技术之一,其核心器件是以LCoS为代表的空间光调制器。基于空间光调制器的动态全息视频显示面临的挑战主要是需要大的空间带宽积。一种直接的方法是减小传统的LCoS器件中单个像素的尺寸。目前主流的生产厂家已经将LCoS的尺寸降到3.74μm。但随着像素尺寸的缩小,它也要求液晶盒厚相应的减少,否则像素之间边缘场效应会影响相位调制。因此,可以继续减少液晶盒厚,例如达到低于微米的尺度(也称微相位调制器)。另一种方法是进一步增加液晶的双折性,仍然能达到2π调制,这又带来对液晶材料的挑战。目前看来它的实现似乎面临很大困难。近期,由于表面等离子体的高度局域性和亚波长特性,可以利用金属纳米结构有效实现对光场的操控和调节。因此通过结合金属纳米结构,利用金属之间界面SPP激发的F-P共振以及利用LC的电控可调性改变结构的介质环境,研究了一种新颖的相位调制器件模型。论文主要包括以下研究内容和成果:(1)本文提出用F-P共振的深亚波长金属光栅取代LCoS的顶层电极,构成金属-绝缘体-金属结构。利用光栅狭缝中表面等离子和F-P的协同作用来调制表明理是完全不同的。与传统的LCoS利用液晶盒内液晶的双折性来得到相位调制不同,在器件模型中液晶双折性是用来调制深亚波长金属光栅反射边界的条件,进而影响光栅狭缝中反射光的相位。(2)本文基于CST Microwave Studio和TechWiz两款软件构建了仿真实验平台。针对相位调制器件的像素间隙和光栅结构参数对相位调制量以及反射光强度的影响进行了研究。通过在可见光范围内,并在液晶材料介电常数动态范围内改变像素间隙以及改变光栅参数,研究对可见光的反射强度以及相位调制能力。结果表明相位器件模型像素间隙在260nm～340nm之间的相位调制量接近2π,而且具有较高的反射率。改变光栅的高度和宽度,仍能实现接近2π的调制量以及有较强的反射强度。通过研究液晶指向矢分布以及电场分布变化,表明在不同像素间隙范围内,液晶指向矢和电场分布并无明显变化,即性能是鲁棒的。(3)在相位调制器件的制备过程,由于器件模型参数与传统器件相比有较大差异,针对均匀性及盒厚等关键影响因素展开重点研究。通过对器件制备工艺流程及参数的试验,针对传统实验清洗及封盒等步骤做了进一步的研究。引入有软件控制的芯片级封装设备,完善在实验室条件下制备小尺寸、薄盒厚的相位调制器件技术。最后对液晶盒盒厚、光栅结构等相关参数进行检测。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-03-01）
史帅凯,焦宏飞,马彬,程鑫彬,张锦龙[9]（2019）在《亚波长光栅偏振片的纳秒脉冲激光损伤特性》一文中研究指出偏振片在诸多光学系统中有着重要的应用。亚波长介质光栅可用作正入射偏振片,在高能激光系统中有着广泛的应用前景。为了探究波长为1 064nm的纳秒脉冲激光对于亚波长全介质光栅的诱导损伤特性,使用了粒子群优化算法结合严格耦合波分析设计了光栅的几何参数,计算表明亚波长光栅偏振片在入射光波长1 064nm附近带宽0.5nm内,平均消光比为1 500。使用了紫外曝光配合离子束刻蚀的工艺制备了HfO2光栅,并对其纳秒脉冲激光损伤阈值进行了测试。测试结果表明S光损伤阈值约为P光损伤阈值的5倍,且都大于5J/cm2。结果表明亚波长全介质光栅偏振片可广泛用于正入射激光系统中。(本文来源于《应用光学》期刊2019年01期）
周国尊,田维坚[10]（2019）在《使用亚波长光栅器件产生圆柱型矢量光束》一文中研究指出基于严格矢量衍射理论,分析了亚波长光栅将圆偏光转化为线偏光的机理。根据分析的结果提出了一种利用光栅空间分布控制出射光偏振态分布的方法,并使用该方法规设计了一类光栅区域呈多带环形分布的偏振器件。通过改变该型器件的环形光栅区域数量,可以得到不同的偏振光束。通过对出射光束使用Richards-Wolf矢量衍射法进行数值分析,得到了在大数值孔径条件下,聚焦光束在焦点附近的归一化光强分布。其中大多数出射光束的焦点光强分布为平顶光斑,光斑的最大径向半高全宽达到了1.541λ。与同数值孔径下线偏光、径向偏振光及角向偏振光的聚焦光强分布具有明显区别。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2019年03期）
亚波长光栅论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对亚波长光栅偏振分束器无法实现垂直出射光、集成耦合效率低的问题,本文设计了一种具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器,可实现偏振分束且能获得垂直出射光。器件上层采用光栅衍射理论设计了可实现偏振分束的周期亚波长光栅,下层通过严格耦合波法与波前相位控制理论设计了具有光束偏转功能的非周期亚波长光栅。基于有限元软件COMSOL对设计的器件进行仿真分析,结果表明该器件可分开TE与TM混合偏振光且能实现光束垂直出射,两种偏振光的总透射率在1 550 nm处超过了76.5%,偏振消光比为14.0 dB。因此通过该偏振分束器不但可以获得垂直出射的单偏振光,而且能有效提高垂直耦合型器件的工作效率,有望应用在面向光纤通信的集成光电器件中。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
亚波长光栅论文参考文献
[1].赵玉娇,周震.双层亚波长光栅微位移传感系统结构优化设计与性能仿真[J].半导体光电.2019
[2].黄诚,姜夕梅,白成林,房文敬,范鑫烨.具有光束偏转功能的亚波长光栅偏振分束器[J].光电子·激光.2019
[3].刘山峰,袁沭娟,孙钰淇,杨茜,刘扬眉.亚波长光栅负折射透镜的柱矢量光束聚焦特性[J].光学学报.2019
[4].王烁.集成光子器件中二维亚波长光栅的设计与研究[D].北京邮电大学.2019
[5].曾昆.基于亚波长光栅的长波长RCE光探测器[D].北京邮电大学.2019
[6].邓学松.亚波长光栅式偏振分束器与电磁吸收体的研究[D].安徽大学.2019
[7].岳春云.基于相位调控特性的亚波长光栅结构的研究[D].聊城大学.2019
[8].胡贺滕.基于深亚波长光栅结构的液晶相位调制器件模型研究[D].安徽大学.2019
[9].史帅凯,焦宏飞,马彬,程鑫彬,张锦龙.亚波长光栅偏振片的纳秒脉冲激光损伤特性[J].应用光学.2019
[10].周国尊,田维坚.使用亚波长光栅器件产生圆柱型矢量光束[J].红外与激光工程.2019
论文知识图
