【摘要】：隨著人們對通信容量需求的提升,光通信系統(tǒng)對器件性能的要求不斷提高,促使光電子器件朝著具有易集成、高性能、低功耗、小體積的方向發(fā)展。基于衍射光學(xué)(例如,光柵、菲涅耳透鏡)和薄膜光學(xué)(例如,介質(zhì)濾波器,布拉格反射器)的平面組件已經(jīng)存在幾十年。但近年來隨著表面元理論的不斷完善和微納制造技術(shù)的不斷提升,讓平面元件再次成為研究的熱點。其中,亞波長光柵是一種新型的微納結(jié)構(gòu)的光柵,通過調(diào)控光柵的結(jié)構(gòu)和尺寸可以控制光的基本屬性(幅度,相位,極化),基于這一原理可以實現(xiàn)對光電子集成器件靈活的設(shè)計。本論文主要以亞波長光柵應(yīng)用于光電子集成器件的設(shè)計與研究為出發(fā)點,重點研究了圓柱型亞波長光柵對光場的調(diào)控特性;設(shè)計了具有偏振不敏感、高反射率和匯聚特性的圓柱型亞波長光柵;對比分析了具有正四邊形和正六邊形排布方式的圓柱型亞波長光柵對光場調(diào)控的特性;研制并測試了具有角度偏轉(zhuǎn)功能的非周期亞波長光柵反射鏡。具體研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下:1、提出了一種具有偏振不敏感、高反射率和匯聚特性的圓柱型亞波長光柵。這一圓柱型亞波長光柵采用正六邊形陣列的排布方式,對波長為1550nm的入射光可實現(xiàn)焦距為6μm反射匯聚,焦斑的半高全寬為1.14μm,焦深為1.73μm,反射率為61.3%。從微觀上圓柱結(jié)構(gòu)具有旋轉(zhuǎn)對稱性,相比于此前提出的二維塊狀結(jié)構(gòu)的亞波長光柵,基于圓柱型亞波長光柵設(shè)計的器件更易實現(xiàn)偏振不敏感的特性。2、對比分析了具有正四邊形和正六邊形排布方式的圓柱型亞波長光柵對光場調(diào)控的特性。本論文分別以正方形和正六邊形陣列設(shè)計了兩種基于圓柱型亞波長光柵的平面匯聚反射鏡,對比分析了排布方式對匯聚效果的影響,并得出圓柱型亞波長光柵采用正六邊形陣列的匯聚效果更好的結(jié)論,特別是在匯聚平面能量峰值上采取正六邊陣列排布是采取正方形陣列條件下的1.64倍。這一結(jié)論將對圓柱型亞波長光柵陣列的設(shè)計具有指導(dǎo)意義。3、研制并測試了具有角度偏轉(zhuǎn)功能的非周期亞波長光柵反射鏡。由于“一鏡斜置三鏡腔”光探測器的頂部需要集成一個具有小角度偏轉(zhuǎn)功能的反射鏡,而能夠?qū)崿F(xiàn)角度偏轉(zhuǎn)功能的非周期亞波長光柵平面反射鏡恰好是一個好選擇。基于一維亞波長光柵設(shè)計、制備并測試了具有角度偏轉(zhuǎn)功能的平面反射鏡,實驗測得該反射鏡可實現(xiàn)17°左右的偏轉(zhuǎn)反射。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN256
【圖文】：

２．１．丨亞波長光柵的結(jié)構(gòu)逡逑以空氣和高折射率材料為Ｎ隔的高折射率差亞波長光柵是０前應(yīng)州最為廣逡逑泛的？類亞波�。撸迹汗鈻�，其結(jié)構(gòu)如圖２－１所示，下面以此為例對亞波長光柵的結(jié)構(gòu)逡逑進行介紹。亞波長光柵Ｋ要的結(jié)構(gòu)參數(shù)有光柵周期（Ａ）、高折射率材料介質(zhì)層厚逡逑度（ｔｓ）、低折射率材料介質(zhì)層厚度（ｔ／）和光柵占空比（／），其中高折射率材料的折射逡逑率為（叫），低折射率材料的折射率為（ｎ小這一類型的高折射差亞波長光柵應(yīng)川逡逑Ｍ廣的便是基于絕緣體上陸（ｓｉｌｉｃｏｎ邋ｏｎ邋ｉｎｓｕｌａｔｏｒ，邋ＳＯＩ）的光柵，其中陸的折射率為逡逑３．４８，二氧化丨！丨；的折射率為１．４７，正好依次構(gòu)成高折射率差亞波長光柵結(jié)構(gòu)屮的逡逑高折射率材料和低折射率材料。逡逑高折射率材料（１叫邋空逡逑＼邐、邐襯底逡逑＼逡逑圖２－１高折射率亞波長光g踅峁故疽饌煎義希玻保慚遣ǔす庹さ姆擲噱義細莨庹さ奈炔煌山遣ǔす庹し治晃遣ǔす庹ず投遣ǔす忮義險�，壤_跡玻菜盡Ｓ勺隕斫峁剮巫聰薅ㄒ晃遣ǔす庹ざ勻肷涔饈瞧衩舾械模義希峰義

本文編號：2752102