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导模共振滤光片表面镀膜对其物理特性的影响

中国激光 2009年第11期36卷 3060-3063页

作者：张大伟袁丽萌黄元申倪争技陈麟朱亦鸣庄松林上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

为了研究亚波长光栅表面上薄膜的生长特性,以及镀膜对亚波长光栅物理特性的影响,对亚波长正弦槽形光栅表面上镀的Au膜进行了实验研究和理论分析。实验发现,当光栅槽深为80nm,Au膜为100nm时,薄膜的生长是仿形生长,光栅的正弦槽形特征和... 详细信息

为了研究亚波长光栅表面上薄膜的生长特性,以及镀膜对亚波长光栅物理特性的影响,对亚波长正弦槽形光栅表面上镀的Au膜进行了实验研究和理论分析。实验发现,当光栅槽深为80nm,Au膜为100nm时,薄膜的生长是仿形生长,光栅的正弦槽形特征和周期都基本没有发生变化,但镀膜后,出现光栅的正弦占空比增加、槽的深度减小以及槽深的均匀性变差等现象。对引起这种现象的原因进行了分析,提出了由于光栅微结构而给薄膜生长带来的阴影效应现象,并分析了正弦占空比增加对导模共振滤光片光谱特性的影响。

关键词：薄膜亚波长光栅薄膜生长占空比正弦槽形导模共振

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反射型导模共振滤波器设计

物理学报 2008年第2期57卷 827-832页

作者：麻健勇刘世杰魏朝阳许程晋云霞赵元安邵建达范正修中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800 中国科学院研究生院北京100039

导模共振滤波器由于其高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性引起了人们极大的关注,采用亚波长光栅的导模共振效应可以实现传统基于高低折射率介质的多层膜滤波器所无法实现的特殊功能,在弱调制模式下,其共振带宽可以被... 详细信息

导模共振滤波器由于其高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性引起了人们极大的关注,采用亚波长光栅的导模共振效应可以实现传统基于高低折射率介质的多层膜滤波器所无法实现的特殊功能,在弱调制模式下,其共振带宽可以被压缩到零点几纳米,但是由于介质表面和空气层的菲涅耳反射,使得偏离或者远离共振区时的反射率偏高,根据等效介质理论,亚波长光栅在远离共振区可以被看为均匀的薄膜,本文通过对导模共振光栅进行单层、双层以及三层抗反射设计,有效的降低了导模共振光栅的旁带反射率,从而在可见光波段获得了性能优良的共振滤波器.

关键词：导模共振平面波导傅里叶模式理论窄带滤波

带虚设层的抗反射结构导模共振滤波器设计与分析

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物理学报 2013年第2期62卷 326-331页

作者：桑田蔡托刘芳蔡绍洪张大伟上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室光电信息与计算机工程学院上海200093 黔南民族师范学院物理与电子科学系都匀558000 贵州财经大学贵州省经济系统仿真重点实验室贵阳550004

提出带虚设层的抗反射导模共振滤波器结构及设计方法,该方法适用于任意角度入射带虚设层的抗反射结构导模共振滤波器设计与分析.得到带虚设层的导模共振滤波器抗反射结构所满足的关系式.指出在维持虚设层光学厚度不变的情况下,可以通过... 详细信息

提出带虚设层的抗反射导模共振滤波器结构及设计方法,该方法适用于任意角度入射带虚设层的抗反射结构导模共振滤波器设计与分析.得到带虚设层的导模共振滤波器抗反射结构所满足的关系式.指出在维持虚设层光学厚度不变的情况下,可以通过不同选材,在低反射旁带中实现等带宽不同波长的选择.此外,由于结构的抗反射特性在低角范围内具有较大的角度容差,改变入射角,可以实现滤波波长及光谱带宽在宽光谱范围内的准线性可调谐.

关键词：虚设层抗反射导模共振滤波

带有多孔二氧化硅间隔层的导模共振光栅实现染料激光器发射增强

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物理学报 2021年第1期70卷 286-294页

作者：崔涛王康妮高凯歌钱林勇扬州大学物理科学与技术学院扬州225009 江苏师范大学物理与电子工程学院徐州221116

导模共振光栅是一种典型的平面波导共振结构,可在光栅表面或波导层内形成较强的局域电场,能增强光与物质的相互作用.本文在导模共振结构的光栅层和基底层之间,引入低折射率的多孔二氧化硅间隔层,显著增强了局域电场与增益介质的接触度.... 详细信息

导模共振光栅是一种典型的平面波导共振结构,可在光栅表面或波导层内形成较强的局域电场,能增强光与物质的相互作用.本文在导模共振结构的光栅层和基底层之间,引入低折射率的多孔二氧化硅间隔层,显著增强了局域电场与增益介质的接触度.结果表明,引入多孔二氧化硅后,共振产生的电场增强区域上移至激光染料层,增加了激光染料与电场的相互作用,实现了激光出射增强.本文基于时域有限差分法,对结构参数进行分析优化,研究了820 nm共振波长激发下的出射激光特性,得到了连续的激光出射,其能量阈值约为2.5 mJ/cm^2,线宽约为0.3 nm.本文提出的结构实现了对表面局域电场的有效调控,增强了激发光与增益介质的相互作用,不但可应用于激光器,还为其它发光器件的设计提供了参考.

关键词：光栅导模共振染料激光器多孔二氧化硅

可见光波段双层浮雕型导模共振滤波器设计与分析

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物理学报 2008年第7期57卷 4195-4201页

作者：麻健勇刘世杰魏朝阳晋云霞赵元安邵建达范正修中国科学院上海光学精密机械研究所

基于傅里叶模式理论分析了双层浮雕型导模共振光栅的共振效应,分别讨论了光栅的槽深、剩余厚度、周期以及填充系数对峰值反射率、带宽、旁带反射率的影响.数据计算表明,欠刻蚀情形的误差宽容度远远优于过刻蚀情形,两者在光栅槽深相对误... 详细信息

基于傅里叶模式理论分析了双层浮雕型导模共振光栅的共振效应,分别讨论了光栅的槽深、剩余厚度、周期以及填充系数对峰值反射率、带宽、旁带反射率的影响.数据计算表明,欠刻蚀情形的误差宽容度远远优于过刻蚀情形,两者在光栅槽深相对误差小于15%的范围内,都能保证共振峰的衍射效率高于99.5%,在相同的误差范围内,共振峰线宽的相对误差将分别达到7%和60%,因此厚度误差集中反映在对共振线宽的改变上.另外,光栅周期和填充系数的变化将明显改变共振峰中心波长和线宽.

关键词：导模共振平面波导窄带滤波

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基于导模共振效应三基色窄带滤光片的研究

光学学报 2011年第10期31卷 49-52页

作者：孔伟金郑併斌云茂金匡杰王书浩许家锋青岛大学物理科学学院山东青岛266071

为获得性能优良的三基色窄带滤光片,提出了一种基于减反射薄膜波导光栅结构的导模共振滤光片。该滤光片由亚波长光栅结构、波导层和基底组成。采用严格耦合波理论分析了亚波长光栅结构和波导层厚度对导模共振滤光片反射光谱性能的影响... 详细信息

为获得性能优良的三基色窄带滤光片,提出了一种基于减反射薄膜波导光栅结构的导模共振滤光片。该滤光片由亚波长光栅结构、波导层和基底组成。采用严格耦合波理论分析了亚波长光栅结构和波导层厚度对导模共振滤光片反射光谱性能的影响。数值分析表明λ/4-λ/2-λ/4结构能有效提高导模共振滤光片的性能。当光栅结构位于基底侧时,红绿蓝三基色滤光片旁通带截止带宽分别为447,349和279nm,反射率均优于95%,反射带均小于0.2nm。设计的三基色滤光片具有良好的窄带反射特性,在彩色合成与调制中有应用前景。

关键词：衍射导模共振三基色亚波长光栅

缓冲层对导模共振滤光片反射光谱截止特性的影响

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光学学报 2009年第3期29卷 849-852页

作者：王振华吴永刚桑田王占山彭东功焦宏飞陈乃波曹鸿同济大学精密光学工程技术研究所上海200092

提出将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振(GMR)滤光片的设计中,通过严格的耦合波理论精确计算,研究了加入缓冲层对改善导模共振滤光片反射峰边带截止深度及截止宽度的作用。双层导模共振滤光片结构中,入射光为TE偏振光... 详细信息

提出将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振(GMR)滤光片的设计中,通过严格的耦合波理论精确计算,研究了加入缓冲层对改善导模共振滤光片反射峰边带截止深度及截止宽度的作用。双层导模共振滤光片结构中,入射光为TE偏振光时,设计增加97.5 nm缓冲层后,能够明显地展宽反射光谱范围。由原来的192.4 nm展宽到345.6 nm,并且在650～1250 nm波长范围内的边带截止度均比不含缓冲层结构的要深。入射光为TM偏振光,以类似FE结构的滤光片在布儒斯特角入射时,在700～1300 nm波长范围内,较不含缓冲层的结构,也能够获得更宽的截止带反射光谱和更深的截止度。在提出的膜系结构中,经过优化膜系、选择合适的光栅参数等,可以使反射光谱具有更好的截止特性,同时保证设计的共振峰位置不变。

关键词：薄膜导模共振光栅缓冲层反射滤光片截止特性布儒斯特角

光散射与导模共振模型在薄膜太阳能电池结构设计中的应用

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光学学报 2014年第4期34卷 289-293页

作者：马靖林斯乐程树英福州大学物理与信息工程学院福建福州350018

利用光散射与导模共振的理论,设计了一种薄膜太阳能电池的陷光结构,对硫属化合物薄膜太阳能电池进行了优化设计,选择多孔氧化铝薄膜(PAA)作为散射层,模型结构层厚度为:窗口层(AZO)320nm,缓冲层(In2S3)65nm,吸收层(SnS)660nm。研究结果表... 详细信息

利用光散射与导模共振的理论,设计了一种薄膜太阳能电池的陷光结构,对硫属化合物薄膜太阳能电池进行了优化设计,选择多孔氧化铝薄膜(PAA)作为散射层,模型结构层厚度为:窗口层(AZO)320nm,缓冲层(In2S3)65nm,吸收层(SnS)660nm。研究结果表明,光散射与导模共振相结合的薄膜太阳能电池结构能够提高自身的光吸收率,其中由光散射结构提高的全光谱吸收率约为3%。本设计可以优化薄膜太阳能电池的吸收光谱,提高其对近红外波段的光吸收能力,在波长950nm位置的吸收率达到85%,增强了薄膜太阳能电池的光利用率。

关键词：光学设计陷光结构薄膜太阳能电池导模共振

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方位角调谐的反射窄带导模共振滤光片设计

中国激光 2010年第4期37卷 950-953页

作者：张大伟王琦朱亦鸣黄元申倪争技庄松林上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

调谐反射窄带滤光片在光通信、显示、光开关和防伪等领域有重要应用。导模共振滤光片(GMRF)对结构参数非常敏感,因此可通过结构参数的变化来实现反射峰值的调谐。为了研究利用方位角的变化来实现导模共振滤光片调谐的新方法,分析了方位... 详细信息

调谐反射窄带滤光片在光通信、显示、光开关和防伪等领域有重要应用。导模共振滤光片(GMRF)对结构参数非常敏感,因此可通过结构参数的变化来实现反射峰值的调谐。为了研究利用方位角的变化来实现导模共振滤光片调谐的新方法,分析了方位角对导模共振滤光片衍射区域电场分布的影响,通过严格的耦合波理论计算,设计了方位角调谐的导模共振滤光片。对于60°入射的TM偏振光,随着方位角的增加,导模共振滤光片的共振峰值向长波方向移动。

关键词：光栅导模共振调谐方位角滤光片