bck

收藏本站

硅基微纳多齿谐振光栅的基础设计研究

【摘要】:近年来,随着微纳光学和微细加工技术的发展,利用光栅结构简单、易于集成、制作工艺简单等优点,微纳光栅在缩小光电子器件的尺寸、减小器件的功耗、提高光电器件的集成度和性能、实现功能丰富的大规模光电集成回路等方面发挥着日益重要的作用。其中,基于泄漏模谐振现象的微纳光栅,由于它特有的衍射特性及其巨大的科学意义和使用价值,吸引了世界各国科研工作者的目光。与单齿均匀光栅相比,多齿光栅在设计自由度、控制光栅区域光场分布、控制光栅中泄漏模的衰逝、实现宽谱及大角度响应等方面具有巨大优势。鉴于此,论文在国家自然科学基金、国家自然科学基金国际合作与交流项目的资助下,主要围绕硅基微纳多齿谐振光栅,设计了几种高效的光传输与控制器件,其可以广泛的应用于激光器、光探测、太阳能电池以及光通信系统中。论文主要研究内容与贡献如下:1.根据严格耦合波分析方法(Rigorous Coupled-Wave Analysis,RCWA),结合论文研究实际,推导出了基于绝缘体上硅(Silicon-on-Insulator,SOI)材料系统的二维多层多齿光栅结构的严格耦合波法,数值分析表明,该方法表现出了较好的数值稳定性,它为研究二维多层多齿光栅结构提供了基本理论基础。2.基于光子能带理论,利用平面波展开法研究了多齿谐振光栅的色散特性,并设计出了具有宽带特性的多齿谐振光栅慢光器件。随后,使用平面波展开法对光栅参数与慢光的特性做了数值分析。最后给出了多齿谐振光栅实现宽带慢光的一种方案,将多齿谐振光栅合理的进行串联可以实现以1550nm为中心的36nm带宽的慢光。3.根据严格耦合波分析方法并结合时域有限差分算法,基于高折射率差材料以及多齿形状调制光栅层,设计了一种高性能的亚波长多齿双功能光栅偏振分束器。数值分析表明,在120nm(1.46~1.58μm)宽谱范围内,该器件TE偏振光的0级反射率大于97%,角度带宽为27.6°;而在1.55μm波长处,此结构对于TM偏振光能够实现50/50反射与透射光束比。此外,研究表明,该器件具有较好的工艺容差性能,有利于器件制作。4.应用多层光栅严格耦合波分析方法,设计和制作了一种基于多层多齿谐振光栅结构的高性能非偏振光栅反射镜。得益于TE和TM波的泄漏模谐振的共存及相互作用,实验分析表明,该器件在1.65~1.72μm较宽的频谱范围内,具有0级反射率大于97%、角度带宽约为24.6°、插入损耗(insertion loss,IL)小于0.25dB,以及偏振相关损耗(polarization-dependent loss,PDL)小于0.18 dB的优越性能。另外,参数分析表明,此器件在现有工艺误差范围内表现出比较好的工艺容差性,在较宽的波段范围内,其对器件反射谱的影响很小,有利于器件的制作。5.基于等效介质理论和时域有限差分算法,优化设计了一种高性能的多齿谐振光栅耦合器,其在工作波长1550nm处,TE偏振光、5度入射时,耦合效率约为71%,其效率要高于传统的耦合器。此外,还分析了此耦合器的光栅厚度、波导厚度、光栅周期等特性参数对于耦合效率的影响情况。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 尹世松;陈离;刘永梅;方志杰;;论零位光栅的质量指标与优化条件[J];光学仪器;1986年04期
2 方明月;段永远;谌夏;彭姝慧;蒲利春;;非线性光栅器件[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年03期
3 王聪;张军伟;杜丽;周海;;光栅拼接技术研究进展[J];激光与光电子学进展;2011年08期
4 卢中尧;;用可控光学透明光栅记录全息档案信息[J];激光与光电子学进展;1984年02期
5 李德辉;;一种不用透镜的简单光栅结构[J];计量技术;1981年08期
6 杨敬曾;;圆盘径向辐射光栅的简易调整方法[J];航空工艺技术;1985年10期
7 潘星辰,庄松林;用总极值方法进行零位光栅结构的最优设计[J];仪器仪表学报;1988年01期
8 赵鹭明,王立军;光栅制备工艺的新进展[J];光学技术;2001年05期
9 安飞;苑伟政;乔大勇;;微型可编程光栅实现光谱模拟的方法研究[J];光学仪器;2007年02期
10 焦焱;刘林华;;结构异化对二重光栅辐射特性影响[J];工程热物理学报;2014年02期
11 张玉涛;宣益民;;金属/介质/金属光栅结构强化吸收特性[J];工程热物理学报;2014年02期
12 尤勐;黄战华;蔡怀宇;;基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2014年03期
13 李国龙;李进;;微纳光栅结构增强聚合物太阳能电池光吸收的研究[J];物理学报;2012年20期
14 孙雨南,秦秉坤,陈明彻,丁汉章;反射式闪耀变周期光栅分析[J];北京理工大学学报;1991年04期
15 于丽娟;左玉华;郑军;;用阶梯变化金属纳米光栅增加介质中的光吸收[J];太阳能;2013年02期
16 张奇志,周传宏,傅克祥,王植恒;阶梯形浮雕和折射率位相光栅的衍射性质比较[J];光电工程;2000年02期
17 陈非凡,李云龙,殷玲;微型可编程相位光栅的理论特性研究[J];仪器仪表学报;2002年01期
18 王琦,周凌宏,陈超敏,于晓宝;调强型多叶光栅[J];北京生物医学工程;1999年01期
19 张迎新;刘京南;内田敬久;;差动光栅式精密定位精度的提高[J];计量学报;2006年01期
20 许云飞;陈家璧;庄松林;;一维零位光栅编码优化算法[J];仪器仪表学报;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘恒彪;王占山;;纳米光栅结构长度标准研制[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
2 耿康;陈新荣;吴建宏;;用衍射效率的光谱分布判断多层介质膜光栅掩膜形貌[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 白昱;金玉;刘岳峰;冯晶;孙洪波;;光栅微结构提高有机电致发光器件光取出效率的研究[A];全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集[C];2011年
4 李术新;梁东;邢岐荣;徐世祥;郎利影;田震;柴路;王清月;;零级深度金属光栅对太赫兹波透过特性的理论研究[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
5 曹召良;卢振武;李凤有;孙强;;亚波长周期结构光栅的制作工艺和理论关系研究[A];2002年中国光学学会年会论文集[C];2002年
6 成希革;黄吉发;尹振宇;李雪玲;;内置多叶光栅集成[A];第八届全国医用加速器学术交流会论文集[C];2009年
7 杨德兴;王海滨;赵建林;张鹏;郭夏锐;;层状多重体全息光栅的研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 周常河;;低密度光栅的飞秒信息处理技术[A];2006年全国强场激光物理会议论文集[C];2006年
9 闵长俊;焦小瑾;王沛;明海;;表面有凹槽的亚波长金属光栅结构中光的透射现象的研究[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
10 赖建军;梁华锋;王彬;翟小锋;;基于金属/介质/金属光栅的窄带红外发射/吸收结构设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金娃;PCF热传导与形变机理及在熔接和光栅制备中的应用研究[D];燕山大学;2015年
2 武华;面向硅基光子集成的光栅器件研究[D];北京工业大学;2015年
3 吴丽翔;取样光栅的刻蚀深度空间分布微调方法[D];中国科学技术大学;2015年
4 李朝阳;物像光栅自拼接在超短超强激光中的应用问题研究[D];南京理工大学;2015年
5 廖云飞;大口径精密光栅拼接系统研究[D];重庆大学;2015年
6 刘丽娟;液晶/聚合物光栅激光器性能的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
7 王志文;基于金属纳米光栅的集成偏振导航传感器研究[D];大连理工大学;2016年
8 王瑞;亚波长微偏振光栅探测器的研制方法及其偏振特性研究[D];中国科学院研究生院(上海技术物理研究所);2016年
9 杨帆;基于表面等离子干涉原理的周期减小光刻技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
10 穆鸽;基于磷化铟集成波导光栅的波分复用和路由器件研究[D];浙江大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何培栋;基于LiNbO_3的波导及光栅的研究[D];天津理工大学;2015年
2 周阳;全息深亚波长光栅技术研究[D];苏州大学;2015年
3 张嘉赫;OCB模式液晶光栅的光学特性研究[D];大连海事大学;2015年
4 卢鹭云;宽光谱光栅侧面耦合集光技术研究[D];浙江大学;2015年
5 陈剑科;新型二维折叠光谱仪的工程化研制及其应用[D];复旦大学;2014年
6 汪瑾;片状光栅内各模式性质研究[D];华东师范大学;2015年
7 胡瑞;基于复合微纳金属光栅—波导结构的双通道带通滤波器的设计[D];大连理工大学;2015年
8 杨倩;基于叠印采样光栅的光码分多址编解码技术研究[D];南京大学;2014年
9 张新彬;偏振分束光栅的设计和制造[D];福建师范大学;2015年
10 任建文;光折变光栅滤波器及其应用研究[D];浙江工业大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 通讯员  周晔 记者  李雪林;[N];文汇报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|