亚波长光栅 -回复

亚波长介质光栅的导模共振效应特性研究
近年来，介质光栅由于其可以实现有效调谐介质的特性，成为非线性光学技术的主要研究热点。

共振介质光栅被认为是一种有效的非线性光学技术，可以实现微米和纳米尺度的光子调谐。

在研究氦-波瓦维梅及其他介质中的共振介质光栅时，其共振效应特性被作为一项重要研究领域。

近些年研究发现，尾resonant模型是一种有效的近太赫兹域共振模式，常用于描述较高维度介质光栅的共振响应，它与双折射共振器的灵敏度具有更高的共性。

在介质光栅宽波长共振器的研究过程中，尾resonant模型被用于研究其共振特性，而对其模型进行分析也对了解其具体工作原理有重要意义。

然后，本文以氦-波瓦维梅介质光栅为例，使用尾resonant模型，从理论上分析并计算其共振效应特性。

研究表明，介质光栅在低太赫兹频率范围内表现出较高的共振效应，可以实现有效的太赫兹调谐；在高输出阻抗半波长介质光栅中，通过调整共振器的载流子数量可以最大化共振效应；而在半波长介质光栅中，调节电极间距可以调整共振带宽，实现宽波长的调谐效果。

本文结合介质光栅的尾resonant模型，以氦-波瓦维梅介质光栅为例，从理论上分析其共振效应特性，发现其具有良好的共振响应特性，且可通过改变其输入参数来最大化共振效应，具有高精度、快速调谐介质等特点，为进一步制作和优化共振介质光栅提供有益参考。

亚波长金属偏振光栅设计与分析康宁;唐军;李大林;陈萌;杨江涛;郭浩;刘俊【摘要】In order to resolve atmospheric optics polarization pattern for accurate navigation,a sub-wavelength metallic polarizer is designed based on rigorous coupled-wave analysis( RCWA),which is suitable for structure of compound eye. Aiming at single and bi-layer metallic grating with different period,duty cycle and metal layer thickness are simultated and analyzed,actual technological level and cost into consideration,bi-layer metallic grating with period of 200 nm,duty cycle of 0. 5 and metal layer thickness of 100 nm is chosen for polarizer of compound eye,TM polarized light transmittance of blue light in central band 450 nm of the designed bi-layer metallic grating achieve 45 %,and the extinction ratio achieve 450,satisfy requirements for polarization navigation.%为解算大气偏振态来实现精确导航，基于严格耦合波分析，设计了适用于复眼结构的亚波长金属偏振器。

亚波长偏振光栅的研究进展ＲｅｓｅａｒｃｈＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＳｕｂｗａｖｅｌｅｎｇｔｈＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎＧｒａｔｉｎｇｓ赵华君１袁代蓉１吴正茂２１重庆文理学院物理与信息工程系，重庆４０２１６０２西南大学物理科学与技术学院，重庆４００７１!"５ＺｈａｏＨｕａｊｕｎ１ＹｕａｎＤａｉｒｏｎｇ１ＷｕＺｈｅｎｇｍａｏ２１ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｔｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０２１６０，Ｃｈｉｎａ２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１５，Ｃｈｉｎａ#$$$$$$$%&’’’’’’’(１引言光栅作为一种常用的光学元件，在各类光学系统中起着重要作用。

光栅主要有色散、分束、偏振及相位匹配四个基本特性。

以前光栅的应用大都基于光栅的色散和分束特性，而对具有偏振特性的偏振光栅（ＰＧｓ）的研究相对较少。

近年来，人们逐步认识到光栅具有优良的偏振特性，并开展了大量的研究［１￣１５］。

理论和实验都表明，当光栅的周期尺寸接近或者小于入射光波长时，将表现出较强的偏振特性，利用光栅的偏振特性，可以制作各种偏光器件，如偏振光检测器、偏振分束器、相位延迟器、各种波片等［２￣７］。

光栅的周期小于入射光的波长称为亚波长光栅，亚波长光栅具有特殊的偏振衍射特性，可以实现偏振、分束、增透、高反、窄带滤波等功能［８￣１０］，基于光栅偏振特性的亚波长偏振光栅作为一种新型偏振光学元件［１１，１６］，通过对光波偏振态的周期性调制，产生一种偏振依赖的衍射场［１７］，可将单色平面波分裂成若干束具有不同偏振态的子光波。

亚波长偏振光栅除了能替代晶体作偏振光分束器外，还可以用作光开关、光互联器件，并且在偏振模色散（ＰＭＤ）的测量和补偿、偏振光的实时检测、偏振光数据处理、生物成像、偏振光相关的仪器设备等领域都有较多的应用［１７￣２４］。

亚波长金属光栅结构的制备与矢量衍射理论分析郑改革;詹煜;曹焜;徐林华【摘要】利用纳米压印结合溅射和反应离子刻蚀工艺制备了周期为1μm、占空比为0.2的亚波长金属光栅,利用紫外-可见-近红外光谱仪测量了光栅的0级反射光谱.在严格耦合波分析的基础上,把光栅区域电磁场的空间谐波通过勒让德多项式展开,使用多项式展开的谱分析法求解常微分方程,计算了该亚波长金属光栅的反射光谱及磁场分布.实验测量结果同矢量衍射理论计算结果都显示,该光栅在近红外、中红外波段具有表面等离子体共振现象.数值计算结果还表明,对于此类亚波长金属光栅,当光栅的深宽比增加时,其反射光谱中会出现更多的反射谷.%We fabricated a subwavelength metallic grating using nanoimprint technology and measured the reflection spectrum using ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer.Based on the theory of conventional rigorous coupled wave analysis,we used a new method to analyze the diffraction problems of subwavelength metallic gratings.We used fast Fourier factorization (FFF) method to derive the coupled wave equations,then each space harmonic can be expanded in terms of Legendre polynomials in grating ing this modified vector diffraction theory,we calculated the diffraction efficiency and the field distribution.All calculated results show great agreement with the experimental results.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2013(034)007【总页数】5页(P935-939)【关键词】亚波长金属光栅;纳米压印;表面等离子体【作者】郑改革;詹煜;曹焜;徐林华【作者单位】南京信息大学物理与光电工程学院,江苏南京210044;南京信息大学物理与光电工程学院,江苏南京210044;南京信息大学物理与光电工程学院,江苏南京210044;南京信息大学物理与光电工程学院,江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】O4391 引言随着光栅电磁理论研究的不断深入和微加工技术的不断进步，研究人员逐渐发现亚波长金属光栅表现出了很多奇异的光学现象，比如介质层上的亚波长金属光栅产生的表面等离子体(Surface Plasmon)可以极大地增强光栅下介质层内的透射光强[1-3]，亚波长金属光栅能够同时实现TE偏振(电矢量平行于光栅刻槽)的高反射和TM偏振(电矢量垂直于光栅刻槽)的高透射[3]等。

亚波长光栅光学一、概述亚波长光栅光学是一种新型的光学技术，可以在纳米级别上对光进行调控，具有广泛的应用前景。

其基本原理是利用亚波长级别的周期性结构来实现对光的衍射和干涉，从而达到对光学信号进行调控的目的。

二、亚波长光栅的制备1. 电子束曝光法电子束曝光法是一种高精度制备亚波长光栅的方法。

它利用电子束在样品表面扫描，通过控制电子束束径和扫描速度等参数来实现对样品表面进行局部曝光，形成亚波长级别的周期性结构。

2. 原子层沉积法原子层沉积法是另一种常用于制备亚波长光栅的方法。

它利用化学反应将材料原子逐层沉积在基底上，在不同层之间形成亚波长级别的周期性结构。

三、亚波长光栅在传感器中的应用1. 全息显微镜传感器全息显微镜传感器利用亚波长光栅制备的光学元件，可以实现对生物样品的高分辨率成像。

其原理是将样品置于亚波长光栅上方，利用样品对光的散射和衍射产生干涉图案，再通过光学系统进行成像。

2. 光纤传感器光纤传感器利用亚波长光栅制备的光纤端面，可以实现对环境参数如温度、压力等的高精度测量。

其原理是将亚波长光栅制备在光纤端面上，当外界环境参数改变时，会引起反射信号的相位和幅度变化，从而实现对环境参数的测量。

四、亚波长光栅在信息存储中的应用1. 全息存储全息存储利用亚波长光栅制备的全息片来实现信息存储。

其原理是将信息通过激光束记录到全息片上，在读取时再通过激光束进行解码。

2. 全息显微镜全息显微镜可以通过亚波长级别的周期性结构来实现高分辨率成像。

其原理是将样品置于亚波长级别的周期性结构上方，利用样品对光的散射和衍射产生干涉图案，再通过光学系统进行成像。

五、亚波长光栅在光通信中的应用1. 光纤光栅滤波器光纤光栅滤波器利用亚波长级别的周期性结构来实现对特定波长的光进行滤波。

其原理是将亚波长级别的周期性结构制备在光纤上，当特定波长的光经过时会发生衍射，从而实现对该波长的滤波。

2. 全息显微镜传输全息显微镜传输利用亚波长级别的周期性结构来实现高速、高带宽的信号传输。

亚波长光栅偏振片的纳秒脉冲激光损伤特性史帅凯;焦宏飞;马彬;程鑫彬;张锦龙【摘要】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1 064 nm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1 064 nm附近带宽0.5 nm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5 J/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.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】5页(P138-142)【关键词】偏振;亚波长光栅;损伤阈值;激光系统【作者】史帅凯;焦宏飞;马彬;程鑫彬;张锦龙【作者单位】同济大学先进微结构材料教育部重点实验室,上海200092;同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海200092;同济大学先进微结构材料教育部重点实验室,上海200092;同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海200092;同济大学先进微结构材料教育部重点实验室,上海200092;同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海200092;同济大学先进微结构材料教育部重点实验室,上海200092;同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海200092;同济大学先进微结构材料教育部重点实验室,上海200092;同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TN247;O436引言偏振是电磁波的基本特性，偏振技术在诸多方面有着重要的应用。

例如，偏振成像[1]可减少物体反射光，增加图像饱和度；光学存储[2]利用光的不同偏振态记录信息；弹光效应[3]由透过被测物的偏振光推测被测物内部应力分布以及3D电影的放映。