亚波长光栅结构彩色滤光片研究 被引量：14

1

作者 周云 叶燕 +3 位作者 申溯 方宗豹 浦东林 陈林森 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期223-227,共5页

研究了一维亚波长光栅结构彩色滤光片在可见光波段的透射光谱特性。该彩色滤光片由柔性透明基底、介质光栅和金属光栅构成。利用严格耦合波分析法(RCWA)模拟了占空比、介质光栅的厚度、金属光栅的厚度和周期等结构参数对彩色滤光片的透... 研究了一维亚波长光栅结构彩色滤光片在可见光波段的透射光谱特性。该彩色滤光片由柔性透明基底、介质光栅和金属光栅构成。利用严格耦合波分析法(RCWA)模拟了占空比、介质光栅的厚度、金属光栅的厚度和周期等结构参数对彩色滤光片的透射光谱特性的影响,并在此基础上优化结构参数,设计出一种宽带宽、高透射效率且易于加工的彩色滤光片。该彩色滤光片带宽为85～100 nm,色纯度好;具有高达95%的偏振(TM)光透射效率;只需改变光栅的周期,就可获得针对R,G,B三色的透射光谱,降低了加工彩色滤光片的难度。与其他应用于彩色滤光片的光栅结构相比,所设计的彩色滤光片的中心光谱透射效率提高了12%,且减少了三色输出光谱之间的重叠区域,从而提高了彩色滤光片的色度性能,适合作为液晶平板显示中的滤光器件。 展开更多

关键词 光学器件 亚波长光学 滤光片 严格耦合波分析法 光栅

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一种石墨烯波导褶皱激发表面等离子体激元的设计（英文） 被引量：9

2

作者 朱君 秦柳丽 +1 位作者 傅得立 宋树祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期40-45,共6页

设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够... 设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够激发表面等离子体激元,还能利用表面等离子体激元波矢关系实现器件参数控制,周期阵列增益全程补偿损耗的方式可以显著增加表面等离子体激元的传播距离.数值分析结果进一步表明:该结构具备了保持亚波长尺寸的强局域化优势;周期阵列增益全程补偿可以显著提高纳米腔中的电场强度,降低传输损耗;波导结构的粒子反转水平较高,自发辐射噪声的扰动较低.设计的石墨烯波导器件可以为微纳光学集成、光子传感和测量等领域提供理想的亚波长光子器件. 展开更多

关键词 亚波长光学 表面等离子体激元 周期褶皱结构 周期阵列结构 纳米腔

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受激声子极化激元与太赫兹光物理(特邀)

3

作者 吴强 卢瑶 +3 位作者 马若斌 徐西坦 黄意博 许京军 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第1期373-389,共17页

70多年前,黄昆先生提出了著名的“黄昆方程”和“声子极化激元”的理念,开启了极化激元研究的先河。迄今为止,黄昆方程作为以中国本土科学家命名的方程,仍然是描述极化激元最好的理论之一。在后续的几十年里,随着超快光学、纳米光学和... 70多年前,黄昆先生提出了著名的“黄昆方程”和“声子极化激元”的理念,开启了极化激元研究的先河。迄今为止,黄昆方程作为以中国本土科学家命名的方程,仍然是描述极化激元最好的理论之一。在后续的几十年里,随着超快光学、纳米光学和太赫兹物理与技术的迅速发展,声子极化激元再次成为了研究的热点前沿,表面声子极化激元的相关研究为电磁波的局域和控制带来了新的维度。近几年,南开大学团队发展了黄昆方程,提出了“受激声子极化激元”的概念,逐步打开了声子极化激元参与并主导的光与物质相互作用研究的大门。基于受激声子极化激元的各种铌酸锂片上集成的太赫兹应用也得益于此,取得了长足的发展。本文对声子极化激元和受激声子极化激元等相关概念加以回顾,介绍受激声子极化激元参与下的光与物质的相互作用体系,并以太赫兹非线性光学和铌酸锂片上集成应用等研究为例,阐述声子极化激元和太赫兹物理领域近年来的发展。 展开更多

关键词 非线性光学 超快光学 声子极化激元 太赫兹 亚波长光学

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支持亚波长结构光刻的紫外干涉光学头 被引量：2

4

作者 浦东林 魏国军 +1 位作者 张恒 陈林森 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2166-2170,共5页

设计了351 nm紫外光条件下支持亚波长结构干涉光刻的光学透镜组,数值孔径达到0.46,支持双光束最大干涉角度55°,该光学头理论上能光刻的最小结构周期为400 nm。研制了采用熔石英位相光栅作为分束元件的干涉光学头,在351 nm波长下,... 设计了351 nm紫外光条件下支持亚波长结构干涉光刻的光学透镜组,数值孔径达到0.46,支持双光束最大干涉角度55°,该光学头理论上能光刻的最小结构周期为400 nm。研制了采用熔石英位相光栅作为分束元件的干涉光学头,在351 nm波长下,光刻了周期为450 nm的点阵结构,得到了尺寸约200 nm的凸点结构,实验结果表明,该光学头具有支持亚波长周期结构光刻的功能,是一种亚波长结构器件制造的重要技术手段。 展开更多

关键词 亚波长光学 干涉光学头 紫外光刻

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传导型表面等离子体激元波导结构的传播研究进展 被引量：2

5

作者 朱君 赵玲玲 +1 位作者 严蕾 李志全 《激光杂志》 北大核心 2015年第10期1-6,共6页

表面等离子体激元(SPPs)是通过改变金属表面的亚波长结构实现的一种光波与可迁移的表面电荷之间电磁模,可以用来从而传输光能量,且不受衍射极限的限制。正因为SPPs这种独特的性质,使其在纳米量级操纵光能量发挥着重要的作用。当前已经... 表面等离子体激元(SPPs)是通过改变金属表面的亚波长结构实现的一种光波与可迁移的表面电荷之间电磁模,可以用来从而传输光能量,且不受衍射极限的限制。正因为SPPs这种独特的性质,使其在纳米量级操纵光能量发挥着重要的作用。当前已经产生了以SPPs研究为核心内容的亚波长光学这一学科,科学家们对此进行了广泛的研究,提出了各种的器件与机理。本文以亚波长尺度的波导结构为基础,从当前发展的较为成熟多种波导结构、应用情况对传导型表面等离子体激元的传播的研究进行了回顾和讨论,旨在将这一领域相关研究成果及发展方向展示给读者。 展开更多

关键词 亚波长光学 表面等离子体学 局域化 平衡态 波导结构

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表面等离子体亚波长光学的研究 被引量：1

6

作者 孙梅 《北京工商大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第1期42-46,共5页

表面等离子体激元是局域在金属表面的一种由自由电子和光子相互作用形成的混合激发态.改变金属表面的结构,SPPs与光相互作用的特性也会随之改变.所以,SPPs在光存储、光激发、显微技术和生物光子学等领域的应用受到日益关注.首先,介绍了S... 表面等离子体激元是局域在金属表面的一种由自由电子和光子相互作用形成的混合激发态.改变金属表面的结构,SPPs与光相互作用的特性也会随之改变.所以,SPPs在光存储、光激发、显微技术和生物光子学等领域的应用受到日益关注.首先,介绍了SPPs的基本特性和表面等离子体亚波长光学研究热点,然后用微加工的手段制备了亚波长的环形和分形结构的样品,并用实验测量和传输矩阵的方法得出两级cross dipole分形结构在近红外和中红外的透过曲线,在1.72μm和5.2μm的波长处有两个强的透过峰,其透过率分别为36%和49%,理论和实验结果一致. 展开更多

关键词 亚波长光学 表面等离子体 分形结构

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基于亚波长光栅微结构的大角度容忍颜色滤波器 被引量：1

7

作者 顾佳美 张思绮 +1 位作者 周虹邑 郑改革 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期636-640,共5页

基于金属光栅在可见光波段(400～760 nm)的电磁波传输及异常透射特性,设计并实现了一种由衬底、介质-金属复合结构以及金属光栅层组成的彩色滤波器。采用有效介质理论(EMT)并结合严格耦合波分析(RCWA)方法系统分析了结构参数对透射光谱... 基于金属光栅在可见光波段(400～760 nm)的电磁波传输及异常透射特性,设计并实现了一种由衬底、介质-金属复合结构以及金属光栅层组成的彩色滤波器。采用有效介质理论(EMT)并结合严格耦合波分析(RCWA)方法系统分析了结构参数对透射光谱的影响,结果表明所设计的光栅结构可以有效提高滤波器的角度容忍性,得到了红绿蓝(RGB)三色滤波器优化的结构参数,获得了具有高透射率和角度不敏感特性的光谱输出;红色、绿色、蓝色对应的滤波器谐振波长分别为705、590、452 nm,透射率极值分别达到66.4%、81.24%、81.23%. 展开更多

关键词 亚波长光学 金属光栅 彩色滤光片 严格耦合波分析

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球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器

8

作者 冀敏 杨荣草 薛文瑞 《量子光学学报》 北大核心 2015年第1期51-58,共8页

本文设计了一种球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该吸收器的几何结构参数对其吸收特性的影响。结果表明,通过调整小球的半径、球形串之间的中心距离以及球形串上小球的层数,可以有效地降低... 本文设计了一种球形串型二维表面等离子体光栅光吸收器,采用二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该吸收器的几何结构参数对其吸收特性的影响。结果表明,通过调整小球的半径、球形串之间的中心距离以及球形串上小球的层数,可以有效地降低反射率,从而提高对光的吸收率。从中心位置向左右两边使球形串之间的中心距离线性减小,可明显改善其吸收效果。当球形串上小球的层数超过50层时,基本达到了饱和吸收的状态。这种光吸收器在薄膜太阳能电池中具有一定的应用前景。 展开更多

关键词 光吸收器 表面等离子体学 亚波长光学

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基于金属亚波长光学结构窄带滤色片的研究进展(续)

9

作者 王启航 张叶 +3 位作者 李国辉 王文艳 郝玉英 崔艳霞 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第11期853-867,共15页

3金属孔或颗粒阵列的窄带滤色片基于金属阵列结构的窄带滤色片最为常见,除了前述金属-介质-金属腔阵列结构以外,基于金属孔阵列、金属颗粒阵列以及金属孔与颗粒的复合阵列均可实现窄带滤色性能,尤其是有关金属孔阵列滤色片的报道最为广泛。

关键词 等离激元共振 颗粒阵列 滤色片 亚波长光学

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新型SPP波导的设计与计算机分析

10

作者 李燕 陈建军 《光通信研究》 北大核心 2016年第3期56-57,68,共3页

目前SPP(表面等离子激元)技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题,SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化... 目前SPP(表面等离子激元)技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题,SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化器件,应用的SPP激发模型与Kretschmann结构类似,实现了无需牺牲波导亚波长尺寸来提高SPP传播距离。FDTD(有限差分时域)方法分析结果表明:改进的波导结构能够显著增加SPP传播距离,提高电场强度,SPP传播距离提高了近20倍。对比不同厚度的薄膜层可以看出,薄膜最薄时,局域化效果最好;改进的结构显著增加了SPP耦合效果。这种加载玻璃的SPP传播优化器件为SPP在新型光子器件、宽带通信系统、微小光子回路和光电子集成等方面的应用提供了关键器件。 展开更多

关键词 亚波长光学 介质-金属-介质波导 加载玻璃 Kretschmann结构

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浅议亚波长周期结构的超强光透射问题

11

作者 张婷 《延安职业技术学院学报》 2012年第6期109-110,共2页

亚波长光学领域中周期结构的超强光透射的问题一直是学术界与技术应用领域的重要课题,后来表面等离子激元(SPP)的发现,为广大科研工作者提供了一种新思路,从多方面来解构亚波长周期结构的超强光透射问题。

关键词 亚波长光学 强光投射 表面等离子激元(SPP)

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表面等离子体亚波长光学原理和新颖效应 被引量：40

12

作者 顾本源 《物理》 CAS 北大核心 2007年第4期280-287,共8页

表面等离子体是沿着导体表面传播的波,当改变金属表面结构时,表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都将产生重大的变化.通过SPPs与光场之间相互作用,能够实现对光传播的主动操控.... 表面等离子体是沿着导体表面传播的波,当改变金属表面结构时,表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都将产生重大的变化.通过SPPs与光场之间相互作用,能够实现对光传播的主动操控.表面等离子体光子学(plasmonics)已成为一门新兴的学科,它的原理、新颖效应以及机制的探究,都极大地吸引研究者们的兴趣.SPPs具有广阔的应用前景,例如,应用于制作各种SPPs元器件和回路,制作纳米波导、表面等离子体光子芯片、耦合器、调制器和开关,应用于亚波长光学数据存储、新型光源、突破衍射极限的超分辨成像、SPPs纳米光刻蚀术、以及生物光学(作为传感器和探测器).文章介绍了表面等离子体光子学原理、新颖效应和物理机制,并简述若干应用. 展开更多

关键词 表面等离子体亚波长光学 表面等离子体光子学 表面等离子体光子芯片 元器件和回路

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表面等离子体激元的原理与应用

13

作者 王强 陈泳竹 《材料研究与应用》 CAS 2024年第1期81-94,共14页

光与物质之间的相互作用,被视为光学应用的最基础物理问题。由光与凝聚态物质之间的相互作用形成的表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs),是一种新型的元激发准粒子,因其具有独特的色散和局域场增强特性引起广泛关注。S... 光与物质之间的相互作用,被视为光学应用的最基础物理问题。由光与凝聚态物质之间的相互作用形成的表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs),是一种新型的元激发准粒子,因其具有独特的色散和局域场增强特性引起广泛关注。SPPs器件打破了传统光学衍射限制,在纳米光子器件中有独特优势,应用于微纳光子学的前沿研究。阐述了SPPs的色散关系、激发方式、传播形式和物理性质,重点探讨了SPPs在波导、近场光学、传感器、生物医疗、光子芯片、表面增强拉曼散射和太阳能电池等方面的应用,并提出了研究前景。 展开更多

关键词 表面等离子体激元 衍射极限 局域场增强 表面等离子体共振 亚波长光学应用 波导 光子芯片 原理

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二维金属矩形光栅的偏振控制及其透射特性 被引量：5

14

作者 陈娟 闫连山 +2 位作者 潘炜 罗斌 郭振 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期235-239,共5页

基于一维亚波长金属光栅结构的双折射效应,将等效介质理论(EMT)推广到二维亚波长结构,对一种特定的金属矩形光栅结构进行了分析,实现输入线偏振到输出任意偏振态的控制。利用时域有限差分(FDTD)算法对输出光偏振态及其透射特性进行了仿... 基于一维亚波长金属光栅结构的双折射效应,将等效介质理论(EMT)推广到二维亚波长结构,对一种特定的金属矩形光栅结构进行了分析,实现输入线偏振到输出任意偏振态的控制。利用时域有限差分(FDTD)算法对输出光偏振态及其透射特性进行了仿真。仿真结果表明:通过空间角调制的方法,得到输出光的偏振态理论上可实现全庞加莱球覆盖,并具有较高的透射率。 展开更多

关键词 表面等离子亚波长光学 偏振态转换 双折射效应 二维金属矩形光栅 高透射率

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两种亚波长金属波片的透射特性对比 被引量：3

15

作者 陈娟 闫连山 +2 位作者 潘炜 罗斌 郭振 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期51-55,共5页

综合等效介质理论和表面等离子激元(SPP)Bloch模型,对比分析了两种新的亚波长光栅结构:二维矩形金属光栅和二维椭圆柱金属光栅。利用时域有限差分(FDTD)算法,对比分析了两种结构的透射率及其相位延迟与入射光波长及偏振角变化的关系,尤... 综合等效介质理论和表面等离子激元(SPP)Bloch模型,对比分析了两种新的亚波长光栅结构:二维矩形金属光栅和二维椭圆柱金属光栅。利用时域有限差分(FDTD)算法,对比分析了两种结构的透射率及其相位延迟与入射光波长及偏振角变化的关系,尤其两种结构实现λ/4波片功能所对应的透射特性。仿真结果表明,当入射光偏振角为75°时,两种结构均可实现λ/4波片功能,此时二维矩形和椭圆柱金属光栅的透射率分别为0.77和0.67,表明二维矩形金属光栅比椭圆柱光栅具有更好的透射效果。对应550～800nm的入射波长,两种光栅在各自允许的入射偏振角范围内均表现了较为平坦的宽带透射特性。 展开更多

关键词 表面等离体子亚波长光学 双折射效应 二维金属光栅 波片

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新兴的纳米结构亚波长光学器件及其发展 被引量：2

16

作者 刘汉玉 王庆康 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期18-22,共5页

介绍了新颖的纳米结构亚波长光学器件的特点,从器件的基本功能特性和工作机理两个方面详细讨论了其应用状况,并阐述了纳米制造技术对亚波长光学器件发展的重要推动作用及这一领域今后的研究热点。

关键词 亚波长光学器件 纳米制造 纳米结构

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新兴的表面等离子体光子学——在纳米尺度上实现光子学与电子学完美联姻 被引量：1

17

作者 顾本源 《物理教学》 2008年第2期2-6,共5页

众所周知，电子回路提供了控制电子输运和储存能力。但是，利用电路进行数字信息保真传送时，面临着相当大的限制，而光子学给出了一个解决难题的有效途径，构筑基于光纤和光子回路的光通信系统，便是一个很好的方案。不幸的是，光子元... 众所周知，电子回路提供了控制电子输运和储存能力。但是，利用电路进行数字信息保真传送时，面临着相当大的限制，而光子学给出了一个解决难题的有效途径，构筑基于光纤和光子回路的光通信系统，便是一个很好的方案。不幸的是，光子元件的尺寸是微米量级，而电子元件和回路尺寸要小的多（纳米量级），因此，不可能将它们二者集成一体于纳米尺度的芯片中。表面等离子体光子学的诞生，使基于表面等离子体激元的元件和回路，具有纳米尺度，从而可实现光子与电子元器件，在纳米尺度上完美的联姻。本文简单介绍表面等离子体光子学的原理，目前现状，各种应用，例如等离子体激元芯片，新型光源，纳米尺度光刘蚀术，突破衍射极限的高分辨率成像等，以及面临的挑战和未来前景。 展开更多

关键词 表面等离子体亚波长光学 表面等离子体激元芯片 元器件和回路

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基于表面等离子体效应的光开关研究现状和进展 被引量：1

18

作者 陈聪 王沛 +5 位作者 苑光辉 王小蕾 闵长俊 邓燕 鲁拥华 明海 《物理》 CAS 北大核心 2008年第11期788-792,共5页

目前表面等离子体(surface plasmons,SPs)效应在光传感、光存储及生物光子学等领域的应用前景受到了广泛关注,通过计算模拟或实验基于SPs效应的光开关也层出不穷.文章较为系统地介绍了各种基于SPs效应的光开关原理和优缺点,对SPs全光开... 目前表面等离子体(surface plasmons,SPs)效应在光传感、光存储及生物光子学等领域的应用前景受到了广泛关注,通过计算模拟或实验基于SPs效应的光开关也层出不穷.文章较为系统地介绍了各种基于SPs效应的光开关原理和优缺点,对SPs全光开关做了重点介绍. 展开更多

关键词 表面等离子体亚波长光学 光开关 光双稳 综述

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浅说人工微结构材料与光和声的调控研究 被引量：2

19

作者 彭茹雯 李涛 +3 位作者 卢明辉 刘晓峻 王牧 祝世宁 《物理》 CAS 北大核心 2012年第9期569-574,共6页

在过去的三十年里,人们在对光的调控方面进行着不懈的努力,取得了卓有成效的研究进展,其中突出的进展表现在诸如光子晶体的发展、等离激元学与亚波长光学的发展以及超构材料的发展等,文章简要探讨了当前超构材料和人工带隙材料等研究的... 在过去的三十年里,人们在对光的调控方面进行着不懈的努力,取得了卓有成效的研究进展,其中突出的进展表现在诸如光子晶体的发展、等离激元学与亚波长光学的发展以及超构材料的发展等,文章简要探讨了当前超构材料和人工带隙材料等研究的几种发展趋势,展示了利用人工微结构材料实现对光和声的调控的美好前景. 展开更多

关键词 超构材料 等离激元学和亚波长光学 人工微结构材料 调控研究

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