本文關鍵詞：亞波長金屬光柵寬光譜、寬視角偏振特性的研究　出處：《青島大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 亞波長金屬光柵 嚴格耦合波理論 遺傳算法 偏振分束器

【摘要】：偏振分束器是光學偏振系統(tǒng)中的重要光學器件,傳統(tǒng)的偏振分束器無法滿足高效性、易集成等要求。亞波長金屬光柵的光柵周期小于入射波長,能對不同偏振態(tài)的偏振光產生不同的衍射效果。而由其制成的偏振分束器還可以實現高效性、寬光譜、寬視角的目的。所以,亞波長金屬光柵被廣泛應用于光存儲、光纖通信以及偏振成像系統(tǒng)等領域。基于嚴格耦合波理論,建立了單層光柵和多層膜光柵的入射光偏振衍射模型,并采用增強透射矩陣的方法解決了多層膜光柵的數值不穩(wěn)定問題。本文以金屬Ag為光柵材料,設計了三種類型的亞波長金屬光柵:中心波長為1550nm的亞波長多層膜金屬光柵、中心波長為800nm的亞波長夾層式金屬光柵、中心波長為800nm的亞波長嵌入式金屬光柵。采用嚴格耦合波理論和遺傳算法優(yōu)化出三類光柵的最佳結構參數,通過討論三類光柵偏振特性與入射波長和入射角的關系,研究金屬光柵的寬光譜性和寬視角性。最后,對三類亞波長金屬光柵進行了工藝容差分析。研究結果顯示,所設計的三類亞波長金屬光柵滿足寬光譜、寬視角、高衍射效率、高消光比的設計要求,且對光柵的周期、光柵的槽深、覆蓋層厚度等結構參數具有較大的工藝容差。三類光柵的結構簡單、成本低廉、偏振分束效果明顯,為實際制備寬光譜、寬視角、高衍射效率、高消光比的亞波長金屬光柵提供理論依據。
[Abstract]:Polarization beam splitter is an important optical device in optical polarization system. The traditional polarization splitter can not meet the requirements of high efficiency and easy integration. The grating period of subwavelength metal grating is less than the incident wavelength. It can produce different diffraction effects for polarized light with different polarization states. And the polarizing beam splitter made by the polarizer can also achieve the purpose of high efficiency, wide spectrum and wide angle of view. Subwavelength metal gratings are widely used in optical storage, optical fiber communication and polarization imaging systems. Based on the strictly coupled wave theory, the incident light polarization diffraction models of single-layer gratings and multilayer gratings are established. The numerical instability of multilayer grating is solved by the method of enhanced transmission matrix. In this paper, the metal Ag is used as the grating material. Three types of subwavelength metal gratings are designed: the subwavelength multilayer metal gratings with the center wavelength of 1550nm and the interlayer metal gratings with the center wavelength of 800nm. The subwavelength embedded metal grating with the center wavelength of 800nm is used to optimize the optimal structure parameters of the three kinds of gratings by using strictly coupled wave theory and genetic algorithm. By discussing the relationship between polarization characteristics of three kinds of gratings and incident wavelength and incident angle, the wide spectrum and wide angle of view of metal gratings are studied. The results show that the three subwavelength metal gratings can meet the design requirements of wide spectrum, wide angle of view, high diffraction efficiency and high extinction ratio. For the period of grating, groove depth of grating, thickness of overlay and other structural parameters, the structure of the three kinds of gratings is simple, low cost, the effect of polarization beam splitting is obvious, for the actual preparation of wide spectrum. The subwavelength metal grating with wide angle of view, high diffraction efficiency and high extinction ratio provides theoretical basis.
【學位授予單位】：青島大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O436.3;TN25

【參考文獻】

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本文編號：1399557