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多光楔板制作大面积光折变光子微结构

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光折变晶体中大面积光子点阵的制作与分析

光折变晶体中大面积光子点阵的制作与分析

光折变晶体中大面积光子点阵的制作与分析蒋栋栋;靳文涛;薛燕陵【摘要】使用多光束干涉的光诱导法成功地在Li NbO3∶ Fe晶体中制作了大面积二维三角光子晶袼,介绍了制作装置和实现方法.观测了激光从晶体侧面垂直于光子晶格柱方向和从晶体正面沿着光子晶格柱的方向照射时,晶体中的布喇格反射现象和相应的带隙分布,并讨论了光波在该晶格结构中的传播特性.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2016(040)004【总页数】4页(P56-59)【关键词】光子点阵;光折变效应;布喇格反射;透射谱【作者】蒋栋栋;靳文涛;薛燕陵【作者单位】华东师范大学信息学院通信工程系,上海200241;华东师范大学信息学院通信工程系,上海200241;华东师范大学信息学院通信工程系,上海200241【正文语种】中文【中图分类】O436光子晶体凭借其本身的光子带隙特性，近年来受到了研究者的广泛关注。

光子频率带隙的存在使某些特定波长的光波无法在光子晶体内部传播，这一特性可用于抑制自发辐射效应[1，2]。

另一方面，光子空间带隙的存在说明某些特定角度的光会发生布喇格（Bragg）反射，这一特性不仅能用于检验光子晶体的结构，而且还能用来制作基于光子晶体衍射光栅的波分解复用器[3～6]。

如何在光折变晶体中制作各种各样的光子微结构一直是人们研究的焦点。

光诱导法作为一种新型的制作光子微结构的方法，近年来获得了很大关注。

光诱导法能利用很低功率的光在光折变材料中方便地制作光子微结构。

其主要过程是将多束光干涉后形成的光强图案照射到光折变晶体表面上，经过曝光后将干涉图案“记录”进光折变晶体内部，最终形成相应的光子微结构[7，8]。

此前已有一些关于利用光诱导法制作一维光子微结构的研究[9,10]，但少有制作二维光子晶格的。

本文利用光诱导法完成二维光子晶格的制作，并采用Bragg反射现象对制作的光子晶格[3～5]进行研究。

本文利用基于光折变效应的光诱导技术在LiNbO3：Fe晶体中制作了光子晶格，具体实验装置如图1所示。

多光子激光制备纳米金属结构及其应用研究

多光子激光制备纳米金属结构及其应用研究

多光子激光制备纳米金属结构及其应用研究随着科学研究的不断深入，人们对纳米金属结构的制备和应用越来越感兴趣。

多光子激光制备纳米金属结构是一种非常有效的技术，可以创造出强效的光学、电学、磁学性质。

在这篇文章中，我们将详细介绍多光子激光制备纳米金属结构的原理、方法和应用研究。

一、多光子激光制备纳米金属结构的原理多光子激光制备纳米金属结构的原理是利用高功率的激光束在金属表面产生微观结构。

在金属表面喷射的光子束通过多体效应，使得金属表面的电子团簇化并发生电离。

当光子束的能量达到一定临界值时，电离体积向金属表面扩散，从而形成纳米尺度的壳状结构。

二、多光子激光制备纳米金属结构的方法多光子激光制备纳米金属结构的方法是首先将金属样品制成薄膜或管材，然后通过激光刻蚀金属表面。

这种方法需要高功率的激光，光束的波长要比金属表面的层间距小得多。

此外，金属样品需要涂上光敏剂，以保证激光能够有效地打破金属表面的结构。

三、多光子激光制备纳米金属结构的应用研究多光子激光制备纳米金属结构的应用研究主要包括光电、光子学和生物医学方面的应用。

1. 光电应用纳米金属结构具有非常好的光电性能。

通过多光子激光制备的纳米金属结构可以制备高效的电子传输器件和纳米光学器件。

在太阳能电池方面，通过多光子激光制备的金属纳米结构可以大大提高太阳能电池的转换效率。

2. 光子学应用多光子激光制备的纳米金属结构可以用于制备微型光波导和光学传感器。

在激光领域，通过多光子激光制备的纳米金属结构可以用于制备用于激光焦散的相位板和超材料。

3. 生物医学应用在生物医学领域，通过多光子激光制备的纳米金属结构可以制备高效的生物传感器和药物释放系统。

纳米金属结构在药物输运方面表现出特殊的作用，比如可以通过高精度控制纳米结构的形态制定不同的药物输送策略。

总之，多光子激光制备纳米金属结构是一种非常有效的微纳加工技术，已经应用于光电、光子学和生物医学等领域。

未来随着科学研究的进一步深入，其应用范围将会更为广泛。

光子材料、微结构与微米

光子材料、微结构与微米

(a)棍-球模型 双光子聚合棍 球模型 棍 球模型 双光子聚合棍-球模型 球模型(b)双光子聚合棍 (c)双光子聚合金刚石型光子带隙 双光子聚合金刚石型光子带隙
六角形微棱镜阵列
X-射线刻饰 射线刻饰(XRL)与纳米刻饰 与纳米刻饰(NIL)图象 射线刻饰 与纳米刻饰 图象
半球列阵的3D超强制结构 半球列阵的 超强制结构
A typical SRG（表面浮雕光栅） characterized using AFM
一种共聚高分子的原子力显微镜测得的 六角型结构影象
Thank you very much for your attention and collaboration
纵向瞬态突变限制，横向瞬态突变限制。 自相位调制，光自陷，频率啁啾，光感应超连续谱展宽，自克尔透 镜效应，纵向光孤子效应，横向光孤子效应等。 光孤子激光器，超连续谱激光器，自克尔透镜效应自锁模激光器等。
双光子技术与 三维微细加工 纳米、 纳米、微米工程和机器
微米公牛的SEM图象 图象 微米公牛的
光波导可以分为平面光波导和光纤光波导。 二维突变分布。 波导，波导约束光学非线性增强效应，波导约束上转换激光增强效 应等。 长距离光通信光缆，集成光学调制器与光开关，光纤探测头等。
完美匹配层状(PML)光子晶体光波导
二维突变分布+一维正弦型周期调制。 同波导外，还有窄带滤波，分布反馈，光脉冲展宽或压缩，消色散 等。 分布式光纤光栅传感器 全光纤集成激光器 光栅传感器，全光纤集成激光器 光栅传感器 全光纤集成激光器，放大器，全光纤串级 拉曼激光器，光纤滤波器，稳频器，光脉冲压缩器等。
一维、二维、三维正弦型周期限制。 腔量子电动力学效应（自发辐射禁戒或增强）等。 零或低阈值激光器，垂直腔面发射激光器及其列阵， 零或低阈值激光器，垂直腔面发射激光器及其列阵，微盘激光器及 其列阵，微球腔激光器等。 其列阵，微球腔激光器等。

微结构光纤内部折射率的重建

微结构光纤内部折射率的重建

微结构光纤内部折射率的重建1. 引言说到微结构光纤，大家可能会觉得有些陌生，但其实它们跟我们的生活息息相关，尤其是在通信领域。

想象一下，如果没有光纤，我们的网络速度可能还停留在“蜗牛爬”的时代。

哎呀，连看个视频都得等个老半天。

微结构光纤就像是现代社会的“快车道”，让信息快速传递。

而在这条快车道上，有个关键的东西就是折射率。

今天，我们就来聊聊微结构光纤内部折射率的重建，这个听起来高大上的话题其实可以很简单哦。

2. 微结构光纤是什么？2.1 微结构光纤的基本概念微结构光纤，简单来说，就是在光纤内部有一些小小的结构，这些结构就像是路上的交通信号灯，能帮助光线更好地传输。

它们的内部折射率就像是水的温度一样，影响着光的传播速度。

如果折射率不对，光线就可能像无头苍蝇一样，乱撞乱飞，导致信号衰减，简直是“欲哭无泪”啊。

2.2 折射率的重要性折射率高低直接关系到光的传播效果。

想象一下，你在一个池塘里扔石头，水波纹一圈圈地扩散。

如果水的深度不够，波纹就会消失得很快，那你扔的石头再漂亮也没用。

折射率就是影响波纹“长相”的关键因素。

在光纤中，折射率的变化会直接导致信息传递的快慢和清晰度，真是一环扣一环。

3. 折射率重建的方法3.1 传统方法的局限性说到折射率的重建，传统的方法就像是“老黄历”，虽然也有用，但总是缺乏灵活性。

一般来说，科研人员会用一些数学模型来预测折射率，但这个过程就像在拼图，可能得拼很久才能找到合适的那一块。

而且，模型的准确性总是参差不齐，有时候就像是盲人摸象，看得不够全面。

3.2 新兴技术的应用不过，科技日新月异，近年来出现了一些新技术，简直像是“雪中送炭”。

比如，使用光学成像技术，可以更精准地捕捉到光纤内部的细微变化。

这就好比你在开车，突然发现前方有个急刹车的车，及时避开，不然可就“出事了”。

借助这些新技术，研究人员可以更好地重建折射率，确保光信号顺畅传输。

4. 应用前景4.1 在通信领域的应用微结构光纤的折射率重建不仅在理论上很重要，实际上它能让我们的生活变得更美好。

多光楔板制作大面积光折变光子微结构

多光楔板制作大面积光折变光子微结构

多光楔板制作大面积光折变光子微结构靳文涛; 宋萌; 张雪华; 李林; 尹莉; 郭颖【期刊名称】《《科学技术与工程》》【年(卷),期】2019(019)016【总页数】4页(P165-168)【关键词】光子微结构; 光子准晶; 大面积; 光折变晶体; 多光楔板【作者】靳文涛; 宋萌; 张雪华; 李林; 尹莉; 郭颖【作者单位】中原工学院理学院郑州 451191; 郑州工程技术学院土木工程学院郑州 450044【正文语种】中文【中图分类】TN256光子微结构是一类性能优异的人工微结构材料，它为控制光波的传输行为提供了新的途径[1]。

准晶是一种具有高度旋转对称性的固体结构，它具有很多在周期性晶体中不存在的独特性质。

把准晶和光子微结构结合起来，即形成一种新的材料结构——光子准晶[2]。

光子准晶具有更好的光子带隙特性，在较低的折射率对比度下就能产生更加均匀和各项同性的光子带隙，更容易实现完备的光子禁带[3,4]。

传统的光子微结构制作方法大多存在设备复杂、成本昂贵、生产效率较低、制备面积小的缺点[5]。

光感应技术是一种结合了多束相干光的干涉特性和光折变材料的激光敏感特性的新方法，具有灵活性强、工艺简单、成本低廉的特点，常用来制作光折变光子微结构[6—8]。

光折变材料中制作光子微结构的面积取决于光辐照的面积。

然而传统的干涉手段产生大面积多光束干涉比较困难，所需的光路复杂难以调节[9]。

尤其是在制作光子准晶微结构时需要更多的光束参与干涉，系统复杂程度骤增，制作难度大。

通过设计制作多光楔板装置，用简便的方法实现了大面积多光束干涉，在掺铁铌酸锂晶体中制作出了大面积的周期性光子微结构和光子准晶微结构。

采用不同的实验方法对制作的光子微结构的结构特性进行了验证和分析。

该方法的装置简单紧凑，稳定性好，不需要精密的调节就能实现大面积多光束干涉。

该方法还具有良好的可扩展性，能够高效的制作多种多样的大面积光子微结构。

1 实验方法与装置图1 四光楔板产生四光束干涉的光束配置示意图及其数值仿真Fig.1 The geometric configuration diagram of four beams interference by four optical wedges board and computer simulated光楔能使入射光束的传播方向发生改变而不影响其波前形状。

微结构表面制作过程

微结构表面制作过程

微结构表面制作过程微结构表面制作是一项较为复杂的技术，因为微观层面的改变对材料的性质产生很大的影响。

这种技术在微电子学、生物材料、纳米材料等领域都有广泛的应用。

本文将为大家介绍微结构表面制作的过程。

1. 基础材料的选择首先，需要确定基础材料的种类。

常见的基础材料有金属、半导体、聚合物等。

选择不同的基础材料，可以得到不同的性质和效果。

2. 蒸发接下来，需要将基础材料蒸发到目标表面，并形成一层薄膜。

这个过程需要高温、真空和气流的条件。

同时，在蒸发过程中，可以通过控制参数，如蒸发速度、温度、气流强度等，来改变薄膜的结构和厚度。

3. 刻蚀接着，需要对薄膜进行刻蚀处理。

这个过程可以利用光刻技术，即在薄膜表面涂覆光阻，然后通过模具板制作出想要的形状。

再通过刻蚀技术，将光阻部分清除掉，从而得到所需的形态。

4. 等离子体处理接下来，需要将薄膜表面进行等离子体处理。

在等离子体处理中，通过加入特定的气体，产生化学反应来改变表面的化学和物理特性。

这个过程可以改变表面的粘附性、表面积、光学等性质。

5. 抛光为了使表面更加光滑，可以进行抛光处理。

抛光可以通过机械或化学方法进行。

机械抛光是通过磨料对表面进行摩擦，从而将表面的凸起部分除去，使表面更加光滑。

化学抛光是通过溶液将表面物质去除，使表面更加平滑。

6. 表面处理最后，需要对表面进行特殊处理。

这个过程可以通过刻蚀、沉积、化学反应等方法进行。

也可以通过物理、化学、生物方法将表面覆盖上特定材料，从而赋予表面新的特性。

综上所述，微结构表面制作是一个由多个步骤组成的过程。

通过合理的选择基础材料和控制参数，可以得到想要的微结构表面。

同时，微结构表面制作的研究和发展，也将会给科学研究和工业应用带来更多的突破。

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第１９卷㊀第１６期㊀２０１９年６月１６７１ １８１５(２０１９)０１６￣０１６５￣０４㊀科㊀学㊀技㊀术㊀与㊀工㊀程ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ㊀Ｖｏｌ １９㊀Ｎｏ １６㊀Ｊｕｎ.２０１９ⓒ㊀２０１９㊀Ｓｃｉ Ｔｅｃｈ Ｅｎｇｒｇ引用格式:靳文涛ꎬ宋㊀萌ꎬ张雪华ꎬ等.多光楔板制作大面积光折变光子微结构[Ｊ].科学技术与工程ꎬ２０１９ꎬ１９(１６):１６５￣１６８ＪｉｎＷｅｎｔａｏꎬＳｏｎｇＭｅｎｇꎬＺｈａｎｇＸｕｅｈｕａꎬｅｔａｌ.Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅａｒｅａｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１９(１６):１６５￣１６８电子技术、通信技术多光楔板制作大面积光折变光子微结构靳文涛１㊀宋㊀萌２㊀张雪华１㊀李㊀林１㊀尹㊀莉１㊀郭㊀颖１(中原工学院理学院１ꎬ郑州４５１１９１ꎻ郑州工程技术学院土木工程学院２ꎬ郑州４５００４４)摘㊀要㊀提出了一种制作大面积光子微结构的简便方法ꎬ利用多光楔板产生大面积的多光束干涉ꎬ在光折变晶体中制作出了大面积的周期性光子微结构和准周期性的光子准晶微结构ꎮ该方法简便易行ꎬ系统稳定性好ꎬ无须复杂的调节装置ꎬ制作效率高ꎮ使用导波强度图像㊁远场衍射图样㊁布里渊区光谱成像等方法对制作的大面积光子微结构进行了验证和分析ꎮ设计不同的多光楔板ꎬ可以制作出多种更复杂的大面积光子微结构ꎮ通过适当的处理ꎬ制作的大面积光子微结构可以长久地固定在光折变晶体中ꎬ也可以擦除后用于制作新的结构ꎬ这在集成光学和微纳光子器件领域具有良好的应用前景ꎮ关键词㊀光子微结构㊀㊀光子准晶㊀㊀大面积㊀㊀光折变晶体㊀㊀多光楔板中图法分类号㊀ＴＮ２５６ꎻ㊀㊀㊀㊀文献标志码㊀Ａ２０１８年１０月１１日收到国家自然科学基金(Ｕ１６０４１３１ꎬ５１６０２３５７)和河南省高等学校重点科研项目指导计划(１９Ｂ４１６００６)资助第一作者简介:靳文涛ꎬ男ꎬ博士ꎬ讲师ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｊｉｎｗｔ２０８＠１６３ ｃｏｍꎮ㊀㊀光子微结构是一类性能优异的人工微结构材料ꎬ它为控制光波的传输行为提供了新的途径[１]ꎮ准晶是一种具有高度旋转对称性的固体结构ꎬ它具有很多在周期性晶体中不存在的独特性质ꎮ把准晶和光子微结构结合起来ꎬ即形成一种新的材料结构 光子准晶[２]ꎮ光子准晶具有更好的光子带隙特性ꎬ在较低的折射率对比度下就能产生更加均匀和各项同性的光子带隙ꎬ更容易实现完备的光子禁带[３ꎬ４]ꎮ传统的光子微结构制作方法大多存在设备复杂㊁成本昂贵㊁生产效率较低㊁制备面积小的缺点[５]ꎮ光感应技术是一种结合了多束相干光的干涉特性和光折变材料的激光敏感特性的新方法ꎬ具有灵活性强㊁工艺简单㊁成本低廉的特点ꎬ常用来制作光折变光子微结构[６ ８]ꎮ光折变材料中制作光子微结构的面积取决于光辐照的面积ꎮ然而传统的干涉手段产生大面积多光束干涉比较困难ꎬ所需的光路复杂难以调节[９]ꎮ尤其是在制作光子准晶微结构时需要更多的光束参与干涉ꎬ系统复杂程度骤增ꎬ制作难度大ꎮ通过设计制作多光楔板装置ꎬ用简便的方法实现了大面积多光束干涉ꎬ在掺铁铌酸锂晶体中制作出了大面积的周期性光子微结构和光子准晶微结构ꎮ采用不同的实验方法对制作的光子微结构的结构特性进行了验证和分析ꎮ该方法的装置简单紧凑ꎬ稳定性好ꎬ不需要精密的调节就能实现大面积多光束干涉ꎮ该方法还具有良好的可扩展性ꎬ能够高效的制作多种多样的大面积光子微结构ꎮ１　实验方法与装置光楔能使入射光束的传播方向发生改变而不影响其波前形状ꎮ当一束平面波垂直光楔表面入射时ꎬ光束的传播方向会向光楔的底边方向发生偏转ꎬ其偏转角β满足关系式β＝(ｎ－１)αꎬ式中α为光楔的楔角ꎬｎ为光楔材料的折射率ꎮ将ｘ个具有相同参数(楔角㊁材质折射率㊁尺寸)的光楔镶嵌到一块薄平板上ꎬ保证每个光楔都共面ꎮ使每个光楔的底边均朝向平板中心且到平板中心的距离均相同ꎮ这样就制成了一个含有ｘ个光楔的多光楔板ꎮ当宽平面波垂直辐照该多光楔板时ꎬ每个通过光楔传播的光束都会向平板中心的方向发生偏转ꎮ由于每个光楔的楔角大小相同ꎬ光楔底边到平板中心的距离相等ꎬ因此ꎬ经过光楔后的偏转光束必然在平板中心法线方向的一定距离相遇叠加ꎬ发生干涉ꎬ如图１(ａ)所示ꎮ光楔具有较大的通光孔径ꎬ因此光波的叠加区域也具有较大的面积ꎬ即产生了ｘ个光束的大面积干涉ꎮ实验中制作出一个四光楔板ꎮ该四光楔板产生四光束干涉的光束配置如图１(ｂ)所示ꎮ板上镶嵌的光楔尺寸均为１５ｍｍˑ１５ｍｍꎬ楔角度数图１㊀四光楔板产生四光束干涉的光束配置示意图及其数值仿真Ｆｉｇ １㊀Ｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｏｆｆｏｕｒｂｅａｍｓｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｙｆｏｕｒｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｅｄ４ʎꎬ材质折射率ｎ为１ ５１６３ꎮ图１(ｃ)是计算机模拟该四光楔板产生的四光束干涉的光强分布图案ꎬ这是一种二维的四方晶格点阵结构ꎮ图１(ｄ)和图１(ｅ)分别是计算机模拟的图１(ｃ)点阵结构对应的远场衍射图样和布里渊区结构图案ꎮ多光楔板法制备大面积光子微结构的实验装置如图２所示ꎮ光路①中ꎬ固体激光器(功率为１００ｍＷꎬ波长为５３２ｎｍ)发出的光束经过扩束准直照射到多光楔板上ꎬ产生大面积的多光束干涉并辐照到一块掺铁铌酸锂晶体上ꎮ辐照光的偏振方向与晶体的ｃ轴方向垂直(ｏ偏振)ꎬ这有利于形成良好的折射率结构ꎻ光路②中ꎬ氦氖激光器(功率为１ ５ｍＷꎬ波长为６３２ ８ｎｍ)发出的光束作为探测光用于拍摄晶体内折射率微结构的导波强度图像和远场衍射图样ꎮ探测光的偏振方向与晶体的ｃ轴平行(ｅ偏振)ꎬ这样能够产生较高的折射率对比度ꎬ有利于拍摄清晰的图像ꎻ光路③中ꎬ透镜组和旋转漫射器图２㊀多光楔板法制作大面积光折变光子微结构的实验装置示意图Ｆｉｇ ２㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｃｈｅｍｅｆｏｒｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅａｒｅａｐｈｏｔｏｎｉｃｌａｔｔｉｃｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ组成了标准的布里渊区光谱观测装置[１０]ꎬ用于拍摄微结构的布里渊区光谱图像ꎮ２　实验结果与分析四光楔板制作大面积光子微结构的实验结果如图３所示ꎮ导波强度图像有助于分析晶体内感应微结构的折射率分布特点和导波性质ꎮ图３(ａ)是电荷耦合器件(ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅꎬＣＣＤ)相机拍摄到晶体内感应的折射率微结构的导波强度图像ꎬ可以清晰地观察到二维四方晶格结构ꎬ这与图１(ｃ)中模拟的四光束干涉图样具有相同的分布特点ꎮ这表明晶体内制作的折射率结构是二维四方晶格微结构ꎮ实验中晶体的尺寸为１０ｍｍˑ１０ｍｍˑ１ｍｍꎬ而四光楔板产生的辐照光面积可达２００ｍｍ２以上ꎮ通过拍摄晶体内不同局部的导波强度图像可以证实ꎬ晶体内的整个区域都感应出了同样的折射率微结构ꎮ这表明制作的二维四方晶格微结构面积接近１００ｍｍ２ꎮ若使用更大面积的感光材料ꎬ则能制作出更大面积的光子微结构ꎮ在细探测光束照射下ꎬ折射率微结构的远场衍射图样如图３(ｂ)所示ꎬ这与图１(ｄ)中模拟的二维四方点阵结构的远场衍射图样相同ꎮ图３(ｃ)是使用光路③拍摄到的折射率微结构的布里渊区光谱图案ꎮ这与图１(ｅ)中二维四方晶格点阵结构的布里渊区仿真图案类似ꎮ两者唯一的差别在于实验拍摄的图像中沿着晶体ｃ轴的竖直方向上两条暗线消失ꎮ这是由于掺铁铌酸锂晶体各向异性的光折变特性引起的折射率变化差异ꎮ这些再次证明了晶体内的产生的折射率结构是二维四方晶格６６１科㊀学㊀技㊀术㊀与㊀工㊀程１９卷图３㊀使用四光楔板制作大面积二维四方晶格光子微结构的实验结果Ｆｉｇ ３㊀Ｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｌａｒｇｅａｒｅａｔｗｏ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｑｕａｒｅｌａｔｔｉｃｅｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｆｏｕｒｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ微结构ꎮ通过测量ꎬ制作的四方晶格微结构的周期约为１０ ５μｍꎮ多光楔板装置紧凑简单ꎬ抗机械振动特性好ꎬ大大降低了系统对精密调节的需求ꎮ通过灵活设定光楔的个数ꎬ可产生多种大面积多光束干涉ꎬ制作出更加复杂的大面积光子微结构ꎮ图４是利用五光楔板在掺铁铌酸锂晶体中制作的大面积光子准晶微结构ꎮ经过热固定处理ꎬ制作的大面积光子微结构可以长久的固定在掺铁铌酸锂晶体中[１１]ꎮ图４㊀使用五光楔板制作的大面积二维准晶光子微结构的实验结果Ｆｉｇ ４㊀Ｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｌａｒｇｅａｒｅａｔｗｏ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｑｕａｒｅｌａｔｔｉｃｅｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｆｉｖｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ３　结论提出了一种制作大面积光子微结构的简便方法ꎮ该方法采用多光楔板产生大面积的多光束干涉光场ꎬ光路简单ꎬ无需复杂的调节装置ꎬ系统稳定性好ꎬ制备效率高ꎮ在掺铁铌酸锂晶体中分别制作出了大面积的四方晶格光子微结构和光子准晶微结构ꎮ使用导波强度图像㊁远场衍射图样㊁布里渊区光谱成像等方法对制作的大面积光子微结构进行了验证和分析ꎮ通过对多光楔板进行适当的设计ꎬ能够制作出多种周期性㊁准周期性大面积光子微结构ꎮ制作的大面积光子微结构在集成光学和微纳光子器件领域具有良好的应用前景ꎮ参考文献１㊀朱㊀蒙ꎬ赵二俊ꎬ杜云刚.三波长光子晶体耦合波分复用器的设计与仿真[Ｊ].科学技术与工程ꎬ２０１６ꎬ１６(１):２１４￣２１７ＺｈｕＭｅｎｇꎬＺｈａｏＥｒｊｕｎꎬＤｕＹｕｎｇａｎｇ.ＤｅｓｉｇｎａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓｃｏｕｐｌｉｎｇＷＤＭ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ１６(１):２１４￣２１７２㊀ＶａｒｄｅｎｙＺＶꎬＮａｈａｔａＡꎬＡｇｒａｗａｌＡ.Ｏｐｔｉｃｓｏｆｐｈｏｔｏｎｉｃｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＰｈｏｔｏｎｉｃｓꎬ２０１３ꎬ７(３):１７７￣１８７３㊀ＺｈａｎｇＸꎬＺｈａｎｇＺＱꎬＣｈａｎＣＴ.Ａｂｓｏｌｕｔｅｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄｇａｐｓｉｎ１２￣ｆｏｌｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃｐｈｏｔｏｎｉｃｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｊ].ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＢꎬ２００１ꎬ６３(８):８１１０５４㊀ＺｏｏｒｏｂＭＥꎬＣｈａｒｌｔｏｎＭＤＢꎬＰａｒｋｅｒＧＪꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍｐｌｅｔｅｐｈｏｔｏｎｉｃｂａｎｄｇａｐｓｉｎ１２￣ｆｏｌｄｓｙｍｍｅｔｒｉｃｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｊ].Ｎａｔｕｒｅꎬ２０００ꎬ４０４(６７７９):７４０￣７４３５㊀马锡英.光子晶体原理及应用[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ２０１０ＭａＸｉｙｉｎｇ.Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｐｈｏｔｏｎｉｃｃｒｙｓｔａｌｓ[Ｍ].Ｂｅｉ￣ｊｉｎｇ:ＳｃｉｅｎｃｅｓＰｒｅｓｓꎬ２０１０６㊀ＮｅｓｈｅｖＤＮꎬＳｕｋｈｏｒｕｋｏｖＡＡꎬＫｒｏｌｉｋｏｗｓｋｉＷꎬｅｔａｌ.Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｏｐ￣ｔｉｃｓａｎｄｌｉｇｈｔｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｐｅｒｉｏｄｉｃｐｈｏｔｏｎｉｃｌａｔｔｉｃｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｎｌｉｎｅａｒＯｐｔｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ２００７ꎬ１６(１):１￣２５７㊀ＪｉｎＷＴꎬＧａｏＹＭ.Ｏｐｔｉｃａｌｌｙｉｎｄｕｃｅｄｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｈｏｔｏｎｉｃｌａｔｔｉｃｅｓｉｎＬｉＮｂＯ３:Ｆｅｃｒｙｓｔａｌ[Ｊ].ＯｐｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１１ꎬ３４(１):１４３￣１４６８㊀ＲｏｓｅＰꎬＢｏｇｕｓｌａｗｓｋｉＭꎬＤｅｎｚＣ.Ｎｏｎｌｉｎｅａｒｌａｔｔｉｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎｆａｍｉｌｉｅｓｏｆｃｏｍｐｌｅｘｎｏｎｄｉｆｆｒａｃｔｉｎｇｂｅａｍｓ[Ｊ].ＮｅｗＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓꎬ２０１２ꎬ１４(３):３３０１８９㊀ＳｔａｙＪＬꎬＢｕｒｒｏｗＧＭꎬＧａｙｌｏｒｄＴＫ.Ｔｈｒｅｅ￣ｂｅａｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｌｉｔｈｏｇ￣ｒａｐｈｙｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＲｅｖｉｅｗｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓꎬ２０１１ꎬ８２(２):２３１１５１０㊀ＢａｒｔａｌＧꎬＣｏｈｅｎＯꎬＢｕｌｊａｎＨꎬｅｔａｌ.Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎｚｏｎｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｈｏｔｏｎｉｃｌａｔｔｉｃｅｓ[Ｊ].ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＬｅｔｔｅｒｓꎬ２００５ꎬ９４(１６):１６３９０２１１㊀孔勇发.多功能光电材料:铌酸锂晶体[Ｍ].北京:科学出版社ꎬ２００５:１７９￣１８１ＫｏｎｇＹｏｎｇｆａ.Ｍｕｌｔｉ￣ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｌｉｔｈｉｕｍｎｉｏｂａｔｅｃｒｙｓｔａｌ[Ｍ].Ｂｅｉｊｉｎｇ:ＳｃｉｅｎｃｅｓＰｒｅｓｓꎬ２００５:１７９￣１８１７６１１６期靳文涛ꎬ等:多光楔板制作大面积光折变光子微结构８６１科㊀学㊀技㊀术㊀与㊀工㊀程１９卷ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＬａｒｇｅＡｒｅａＰｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅＰｈｏｔｏｎｉｃＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓＵｓｉｎｇＭｕｌｔｉｐｌｅＯｐｔｉｃａｌＷｅｄｇｅｓＢｏａｒｄＪＩＮＷｅｎ￣ｔａｏ１ꎬＳＯＮＧＭｅｎｇ２ꎬＺＨＡＮＧＸｕｅ￣ｈｕａ１ꎬＬＩＬｉｎ１ꎬＹＩＮＬｉ１ꎬＧＵＯＹｉｎｇ１(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅꎬＺｈｏｎｇｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ１ꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５１１９１ꎬＣｈｉｎａꎻＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２ꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００４４ꎬＣｈｉｎａ)[Ａｂｓｔｒａｃｔ]㊀Ａｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔａｐｐｒｏａｃｈｔｏｆａｂｒｉｃａｔｅｌａｒｇｅａｒｅａｔｗｏ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗａｓｅｘｐｅｒｉ￣ｍｅｎｔａｌｌｙｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ.Ｌａｒｇｅａｒｅａｍｕｌｔｉ￣ｂｅａｍｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｗａｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ.Ｌａｒｇｅａｒｅａｐｅｒｉｏｄｉｃｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｑｕａｓｉ￣ｐｅｒｉｏｄｉｃｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｆａｂｒｉｃａｔｅｄｉｎａｐｈｏｔｏｒｅ￣ｆｒａｃｔｉｖｅｃｒｙｓｔａｌ.Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｗａｓｅａｓｙｔｏｏｐｅｒａｔｅꎬｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｗｉｔｈｏｕｔｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ.Ｔｈｅｉｎｄｕｃｅｄｌａｒｇｅａｒｅａｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｐｌａｎｅｗａｖｅｇｕｉｄｉｎｇꎬｆａｒ￣ｆｉｅｌｄｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔ￣ｔｅｒｎｉｍａｇｉｎｇꎬａｎｄＢｒｉｌｌｏｕｉｎ￣ｚｏｎｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ.Ｂｙｄｅｓｉｇｎｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄｓꎬｔｈｅｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｅａｓｉｌｙｅｘｔｅｎｄｅｄｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｏｔｈｅｒｍｏｒｅｃｏｍｐｌｅｘｌａｒｇｅａｒｅａｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ.Ｗｉｔｈｐｒｏｐｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬｔｈｅｌａｒｇｅａｒｅａｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｓｆｉｘｅｄｉｎｔｈｅｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｃｒｙｓｔａｌｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅꎬａｎｄｉｓａｌｓｏｅｒａｓｅｄａｎｄｕｓｅｄｔｏｍａｋｅｎｅｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ.Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓａｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｏｐｔｉｃｓａｎｄｍｉｃｒｏ￣ｎａｎｏｐｈｏｔｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓ.[Ｋｅｙｗｏｒｄｓ]㊀ｐｈｏｔｏｎｉｃｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ㊀㊀ｐｈｏｔｏｎｉｃｑｕａｓｉｃｒｙｓｔａｌ㊀㊀ｌａｒｇｅａｒｅａ㊀㊀ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｃｒｙｓｔａｌ㊀㊀ｍｕｌｔｉｐｌｅｏｐｔｉｃａｌｗｅｄｇｅｓｂｏａｒｄ。