150nm亚波长铝光栅的近红外偏振特性 被引量：12

1

作者 张亮 李承芳 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期467-471,共5页

采用纳米压印、反应离子辅助刻蚀及物理溅射技术制作了周期为150nm的铝光栅，用分光光度计测量了样品的透过率随入射光偏振方向变化的关系以及在可见、近红外波段TE，TM波的透射光谱。利用严格耦合波理论对光栅的上述性能进行了数值模... 采用纳米压印、反应离子辅助刻蚀及物理溅射技术制作了周期为150nm的铝光栅，用分光光度计测量了样品的透过率随入射光偏振方向变化的关系以及在可见、近红外波段TE，TM波的透射光谱。利用严格耦合波理论对光栅的上述性能进行了数值模拟和理论分析。考察了斜入射情况下样品的性能及损耗随入射角的变化关系。理论和实验结果表明，光栅的透过率对入射光的偏振态十分敏感：在近红外范围内（1000～2000nm）对TE波完全反射，对TM波具有90％的透过率，并且在斜入射时因入射角的增大而轻微加强。此外，还比较了不同金属材料光栅的TM波近红外透射特性，探讨了改善其性能的途径。 展开更多

关键词 光电子学 亚波长光栅 纳米压印 严格耦合波理论

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太阳能电池用宽光谱减反射光栅的优化设计 被引量：12

2

作者 孔伟金 曹凯华 +5 位作者 由成龙 云茂金 王兴耀 秦小奇 李凯 吴师岗 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期27-31,共5页

为降低太阳能电池片表面的反射率，提出了一种基于SiO2/TiO2膜层的减反射光栅，该光栅由基底、浮雕结构和表面薄膜覆盖层组成。以加权平均反射率为评价函数，采用严格耦合波理论和遗传算法对光栅的槽深、周期、占空比、入射角和包覆层... 为降低太阳能电池片表面的反射率，提出了一种基于SiO2/TiO2膜层的减反射光栅，该光栅由基底、浮雕结构和表面薄膜覆盖层组成。以加权平均反射率为评价函数，采用严格耦合波理论和遗传算法对光栅的槽深、周期、占空比、入射角和包覆层厚度等参数进行优化。所设计的太阳能电池用减反射光栅在入射波长为300~1100 nm，入射角度在±40°范围变化时加权平均反射率低于2.16%，最小加权平均反射率低于1.04%。数值分析表明设计的光栅具有优良的工艺容差。 展开更多

关键词 光栅 减反射 宽光谱 严格耦合波理论

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取样光栅的设计及衍射行为研究 被引量：12

3

作者 刘全 吴建宏 李朝明 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期398-400,422,共4页

设计了用于惯性约束核聚变系统的取样光栅。利用光全息学的基本原理,设计了记录全息取样光栅掩模的消像差光学系统,并使用光学设计软件ZEMAX分析了它的像差;还利用严格耦合波理论对取样光栅的衍射效率问题进行了深入的研究。研究发现,... 设计了用于惯性约束核聚变系统的取样光栅。利用光全息学的基本原理,设计了记录全息取样光栅掩模的消像差光学系统,并使用光学设计软件ZEMAX分析了它的像差;还利用严格耦合波理论对取样光栅的衍射效率问题进行了深入的研究。研究发现,在占宽比和槽深这两个光栅结构参量中,槽深的变化对衍射效率更敏感。这些都为取样光栅的实际制作提供了有意义的结果。 展开更多

关键词 衍射光学 取样光栅 光学设计 衍射效率 严格耦合波理论

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一维金属亚波长周期光栅的衍射特性 被引量：9

4

作者 张亮 李承芳 张飞 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期805-808,共4页

利用严格耦合波理论(RCWA)计算了一维金属亚波长光栅刚好出现一级衍射透射波时的周期/波长比(临界周期点),并利用最小二乘法拟合出临界周期点随光栅基底折射率的变化关系,即y=1/x。为了验证该规律的正确性,选取不同的金属材料、占空比... 利用严格耦合波理论(RCWA)计算了一维金属亚波长光栅刚好出现一级衍射透射波时的周期/波长比(临界周期点),并利用最小二乘法拟合出临界周期点随光栅基底折射率的变化关系,即y=1/x。为了验证该规律的正确性,选取不同的金属材料、占空比、金属厚度、光栅周期、入射光偏振态进行计算分析。结果表明,对于一维亚波长金属光栅,一级衍射的出现都满足临界周期点的变化规律,并且与入射光的偏振态及波长无关,从而为设计一维金属亚波长光栅提供了仅存在零级衍射的条件。 展开更多

关键词 衍射与光栅 严格耦合波理论 临界周期点 一维金属亚波长光栅

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梯形介质膜光栅衍射特性分析 被引量：8

5

作者 孔伟金 云茂金 +3 位作者 崔春玲 晋云霞 邵建达 范正修 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1415-1419,共5页

基于严格耦合波理论建立了梯形介质膜光栅的衍射机理模型,利用该模型讨论了底角为70°的梯形介质膜光栅-1级的衍射行为。通过对梯形介质膜光栅的占空比、槽深和剩余厚度的优化,设计了应用于1053 nm和51.2°角度入射的梯形介质... 基于严格耦合波理论建立了梯形介质膜光栅的衍射机理模型,利用该模型讨论了底角为70°的梯形介质膜光栅-1级的衍射行为。通过对梯形介质膜光栅的占空比、槽深和剩余厚度的优化,设计了应用于1053 nm和51.2°角度入射的梯形介质膜光栅。对于顶层为HfO2的介质膜光栅,当槽深为200 nm,剩余厚度为100 nm,占空比为0.35时,其衍射效率优于99.5%,而对于顶层为SiO2的梯形光栅,为获得99.5%的衍射效率,其槽深为800 nm,剩余厚度为320 nm。而且,获得同样的衍射效率,顶层为HfO2的梯形光栅具有更宽的光谱特性。数值计算表明,严格耦合波理论模型对梯形介质膜光栅衍射效率的计算具有很好的收敛性和稳定性。 展开更多

关键词 光学薄膜 多层介质膜光栅 严格耦合波理论 衍射效率

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超陷光黑硅结构研究 被引量：7

6

作者 钱超峰 王庆康 李海华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期53-57,共5页

研究了超陷光黑硅表面圆锥阵列结构的设计。将圆锥结构分为五层,利用等效媒质理论进行了参数设计。考虑了硅材料折射率随波长的变化,用严格耦合波理论对不同入射角,圆锥阵列结构高度以及占空比时的反射率进行了计算分析。发现,圆锥阵列... 研究了超陷光黑硅表面圆锥阵列结构的设计。将圆锥结构分为五层,利用等效媒质理论进行了参数设计。考虑了硅材料折射率随波长的变化,用严格耦合波理论对不同入射角,圆锥阵列结构高度以及占空比时的反射率进行了计算分析。发现,圆锥阵列超陷光结构的周期为135nm,高度为480nm时,在0°～60°入射角范围内,对波长为300～1200nm的入射光的反射率都小于5%。 展开更多

关键词 衍射 黑硅 等效媒质理论 超陷光 圆锥阵列结构

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DMD衍射效应及其产生的杂散光分析 被引量：6

7

作者 袁夕尧 胡源 +3 位作者 黄蕴涵 许熠宸 秦铭泽 李文轩 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期630-635,共6页

针对数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)衍射效应对系统成像影响严重的问题,对DMD元件产生的杂散光进行研究。基于严格耦合波理论构建了DMD衍射模型,分析不同波段和入射角度对其衍射效率的影响,分析结果表明,在长波红外波段... 针对数字微镜器件(digital micromirror device,DMD)衍射效应对系统成像影响严重的问题,对DMD元件产生的杂散光进行研究。基于严格耦合波理论构建了DMD衍射模型,分析不同波段和入射角度对其衍射效率的影响,分析结果表明,在长波红外波段DMD衍射效应较明显,且随着入射角度增大,DMD衍射效应更为显著。分析投影系统中DMD的衍射杂光产生途径,通过改变系统的F数来控制入射角度,计算出DMD衍射效应产生的杂光能量占比,给出不同波长下,不同F数的光学系统杂光随衍射效应的变化曲线,即F数越大,DMD衍射效应对系统杂光影响越小。 展开更多

关键词 数字微镜器件 衍射效应 严格耦合波理论 杂散光分析

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基于级联体光栅的光纤激光阵列谱组束 被引量：4

8

作者 楚兴春 赵尚弘 +2 位作者 占生宝 胥杰 吴卓亮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1538-1542,共5页

提出了一种基于级联体光栅(VBG)的谱组束方案,组束阵元数可随级联体光栅的数目倍增。给出了一个双光栅级联谱组束系统实例,将组束阵元按波长分为两组,利用具有相应波长选择性的体光栅分别对它们进行组束,由于两个级联体光栅的角度选择... 提出了一种基于级联体光栅(VBG)的谱组束方案,组束阵元数可随级联体光栅的数目倍增。给出了一个双光栅级联谱组束系统实例,将组束阵元按波长分为两组,利用具有相应波长选择性的体光栅分别对它们进行组束,由于两个级联体光栅的角度选择性互不重叠,所有光束经第二个体光栅后都沿其布拉格(Bragg)角方向出射,实现近场和远场的功率叠加。为保证各光束传播方向的一致性,采用严格耦合波理论推导出了准确计算光束入射角的解析式。数值计算结果表明各光束的平均衍射效率优于80%,在入射角偏离理论值不超过±5′(≈2.424×10-5rad)的条件下组束光中所有光束的传播方向偏差小于4×10-7rad。 展开更多

关键词 激光技术 谱组束 级联体光栅 严格耦合波理论

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用于飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模研制 被引量：6

9

作者 刘全 黄爽爽 +2 位作者 鲁金超 陈新华 吴建宏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期844-850,共7页

利用严格耦合波理论分析了用于520 nm波长飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模的衍射特性,当相位掩模是矩形槽形时,占宽比在0.32~0.43之间,槽形深度在0.57~0.67μm之间时,能够保证零级衍射效率抑制在2%以内,同时±1级的衍射效率大于35%... 利用严格耦合波理论分析了用于520 nm波长飞秒激光制备光纤光栅的相位掩模的衍射特性,当相位掩模是矩形槽形时,占宽比在0.32~0.43之间,槽形深度在0.57~0.67μm之间时,能够保证零级衍射效率抑制在2%以内,同时±1级的衍射效率大于35%。在此基础上,利用全息光刻-离子束刻蚀技术,制作了用于520 nm波长飞秒激光的周期为1067 nm、有效面积大于40 mm×30 mm的相位掩模。实际制作的相位掩模是梯形槽形,槽深是0.665μm,分析了梯形槽形中梯形角对衍射效率的影响。实验测量表明,该相位掩模的零级衍射效率小于2%,±1级衍射效率大于40%,满足飞秒激光制作光纤光栅的需要。 展开更多

关键词 全息光刻 相位掩模 严格耦合波理论 离子束刻蚀 衍射效率

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宽光谱高衍射效率脉宽压缩光栅设计和性能分析 被引量：5

10

作者 孔伟金 王书浩 +2 位作者 魏世杰 云茂金 张文飞 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期21-24,共4页

基于飞秒激光对脉宽压缩光栅宽光谱和高衍射效率的要求,提出了一种金属介质膜结构的宽光谱高衍射效率脉宽压缩光栅,该光栅由基底、金属介质膜和表面浮雕结构组成。为获得宽光谱高衍射效率的脉宽压缩光栅,采用严格耦合波理论对金属介质... 基于飞秒激光对脉宽压缩光栅宽光谱和高衍射效率的要求,提出了一种金属介质膜结构的宽光谱高衍射效率脉宽压缩光栅,该光栅由基底、金属介质膜和表面浮雕结构组成。为获得宽光谱高衍射效率的脉宽压缩光栅,采用严格耦合波理论对金属介质膜光栅的结构参数进行优化设计。数值分析表明当金属介质光栅的槽深、剩余厚度、占空比和入射角分别为272nm,10nm,0.23和54°时,对于中心波长为800nm的TE波,其-1级衍射效率在732～886nm内优于97%,有效工作带宽达150nm。 展开更多

关键词 衍射 宽光谱 严格耦合波理论 金属介质膜光栅

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用于强激光系统的光栅偏振器 被引量：5

11

作者 刘全 吴建宏 郭培亮 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2962-2968,共7页

针对强激光系统中常用的1 053nm激光器进行了偏振光栅结构的优化设计。利用严格耦合波理论分析了光栅偏振器的衍射特性及消光比,分析显示偏振光栅周期为600nm,占宽比为0.535~0.55,槽形深度为1 395nm^1 420nm时,可保证其在1 053nm波长下... 针对强激光系统中常用的1 053nm激光器进行了偏振光栅结构的优化设计。利用严格耦合波理论分析了光栅偏振器的衍射特性及消光比,分析显示偏振光栅周期为600nm,占宽比为0.535~0.55,槽形深度为1 395nm^1 420nm时,可保证其在1 053nm波长下,透射率高于95%,消光比大于1 500。基于分析结果,利用全息光刻技术制作了高质量光刻胶光栅掩模,并采用倾斜转动的离子束刻蚀结合反应离子束刻蚀的方法对该光刻胶光栅掩模进行图形转移,制作了底部占宽比为0.54,槽形深度为1 400nm的光栅偏振器。实验测量显示其透射率为92.9%,消光比达到160。与其他制作光栅偏振器方法相比,采用单光刻胶光栅掩模结合倾斜转动的离子束刻蚀工艺,不但简化了制作工艺,而且具有激光损伤阈值高、成本低的优点。由于该技术可制作大面积光栅,特别利于在强激光系统中应用。 展开更多

关键词 高功率激光系统 光栅偏振器 严格耦合波理论 全息光刻 离子束刻蚀

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埋入式光栅双通道特性及其应用研究 被引量：4

12

作者 叶燕 陈林森 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2255-2260,共6页

利用严格耦合波理论分析了埋入式光栅在45°入射时,垂直和平行于光栅栅线的两个不同观察平面的零级共振反射衍射特性。在垂直于光栅栅线的平面内,TE、TM偏振下零级反射共振波长分别为432nm和420nm,在平行于光栅栅线的平面内,TE、TM... 利用严格耦合波理论分析了埋入式光栅在45°入射时,垂直和平行于光栅栅线的两个不同观察平面的零级共振反射衍射特性。在垂直于光栅栅线的平面内,TE、TM偏振下零级反射共振波长分别为432nm和420nm,在平行于光栅栅线的平面内,TE、TM偏振下零级反射共振主峰波长分别为623nm和620nm,在两个平面内,零级共振衍射光的共振波长差别较大,观察到的衍射光颜色差别明显,定义为双通道特性并用实验进行证明,制作了相应的光变色器件。 展开更多

关键词 衍射与光栅 双通道特性 严格耦合波理论 埋入式光栅

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基于严格耦合波理论的亚波长光栅优化设计 被引量：2

13

作者 夏纪朝 黄元申 朱冬月 《光学仪器》 2010年第6期40-44,共5页

亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射... 亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射效率进行了数值计算并用MatLab软件进行仿真模拟,光栅槽深与周期的比值为0.425,占空比为0.507,并且光栅脊、光栅槽的折射率为2.37时,得到具有最佳滤波和衍射效果的亚波长光栅的优化结构。 展开更多

关键词 亚波长光栅 严格耦合波理论 优化设计

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取样光栅镀膜减反技术研究 被引量：2

14

作者 刘全 吴建宏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期75-78,共4页

根据惯性约束聚变系统技术要求,提出了镀膜减反方案,以解决现有光栅由于元件表面反射影响零级透过率的问题。使用严格耦合波理论分析了镀sol-gel减反膜的取样光栅特性,详细地分析了仿形膜和平面膜的减反情况和取样效率的变化。结果发现... 根据惯性约束聚变系统技术要求,提出了镀膜减反方案,以解决现有光栅由于元件表面反射影响零级透过率的问题。使用严格耦合波理论分析了镀sol-gel减反膜的取样光栅特性,详细地分析了仿形膜和平面膜的减反情况和取样效率的变化。结果发现,镀平面膜是一种可行的技术方案,光栅表面反射几乎完全消除,表明可以通过取样光栅镀膜减反来达到提高透射率的目的;裸光栅的深度为12 nm时,平面减反膜厚为60nm,即光学厚度为等效1/4波长:72 nm。此时的透射率为99.8%,取样效率为0.241‰。 展开更多

关键词 取样光栅 减反膜 衍射效率 严格耦合波理论

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亚波长光栅的零级反射特性研究 被引量：2

15

作者 饶小红 蔡继光 +4 位作者 沈国土 杨宝成 张泽全 郑继红 庄松林 《上海理工大学学报》 EI CAS 北大核心 2007年第3期245-249,共5页

从严格耦合波衍射理论出发,在不同入射角、方位角和光栅参数下的情况,计算了矩形亚波长光栅零级反射效率随入射光波长的变化.通过计算结果,找出相对合理的光栅参数,使得当入射光的入射角或方位角发生变化时,光栅反射出不同波段的光,即... 从严格耦合波衍射理论出发,在不同入射角、方位角和光栅参数下的情况,计算了矩形亚波长光栅零级反射效率随入射光波长的变化.通过计算结果,找出相对合理的光栅参数,使得当入射光的入射角或方位角发生变化时,光栅反射出不同波段的光,即反射出不同颜色的光.这些研究可应用于防伪技术,为设计和制作防伪光栅提供了设计依据. 展开更多

关键词 耦合波理论 亚波长光栅 零级反射 防伪技术

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基于亚波长金属介质膜光栅的宽光谱消色差相位延迟器 被引量：3

16

作者 李娜 孔伟金 +4 位作者 季淑英 司维 徐志恒 车卫康 云茂金 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期26-31,共6页

消色差相位延迟器可以在较宽光谱范围内获得所需要的相位延迟量,是偏振光调制的核心元件之一。根据严格耦合波理论和遗传算法,提出了一种基于夹层式亚波长金属介质膜光栅的宽光谱消色差相位延迟器的设计方法,并设计了一种在900~1200nm... 消色差相位延迟器可以在较宽光谱范围内获得所需要的相位延迟量,是偏振光调制的核心元件之一。根据严格耦合波理论和遗传算法,提出了一种基于夹层式亚波长金属介质膜光栅的宽光谱消色差相位延迟器的设计方法,并设计了一种在900~1200nm波长范围内实现消色差的相位延迟器,其相位延迟量在90°左右的最大偏差小于2.3%,且横电波和横磁波的衍射效率均高于90%。数值分析表明,所设计的消色差相位延迟器对槽深和入射角具有较大的工艺容差。该消色差相位延迟器设计简单,性能稳定,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 光栅 亚波长光栅 消色差相位延迟器 严格耦合波理论 遗传算法 衍射

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凸球面矩型槽光栅的衍射特性 被引量：3

17

作者 汪海宾 吴建宏 刘全 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期15-17,共3页

本文在用耦合波理论研究平面光栅的基础上,提出了分析和解决凸球面光栅衍射效率问题的方法,并从中得出一些有意义的结论：在凸球面光栅的口径半径比较小时,求解其衍射效率可以转化为平面光栅问题来处理。

关键词 凸球面光栅 严格耦合波理论 衍射效率

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制作光纤光栅用相位掩模的衍射行为研究 被引量：2

18

作者 刘全 吴建宏 +1 位作者 陈刚 方玲玲 《光通信研究》 北大核心 2006年第3期58-60,共3页

利用严格耦合波理论对用于光纤光栅制作的相位掩模的衍射特性进行了深入的研究。研究发现，在紫外写入波长（248nm）下，为了使零级衍射效率〈5％，且±1级的衍射效率〉35％，相位掩模的刻槽深度必须控制在230．280nm。占宽比必须... 利用严格耦合波理论对用于光纤光栅制作的相位掩模的衍射特性进行了深入的研究。研究发现，在紫外写入波长（248nm）下，为了使零级衍射效率〈5％，且±1级的衍射效率〉35％，相位掩模的刻槽深度必须控制在230．280nm。占宽比必须控制在0．48～0．65。同时，与标量衍射理论的结果进行了分析对比。这些都为相位掩模的实际制作提供了有意义的结果。 展开更多

关键词 相位掩模 光纤光栅 衍射效率 严格耦合波理论

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新型波导型准直投影系统中衍射光栅的设计 被引量：3

19

作者 黄战华 马云飞 +2 位作者 尤勐 刘泽阳 蔡怀宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第3期70-76,共7页

新型波导型准直投影系统利用衍射光栅,仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像,更利于系统集成和小型化,具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型,并根据系统对衍射光栅的... 新型波导型准直投影系统利用衍射光栅,仅使用一块波导板即可完成光束的耦合、扩展和成像,更利于系统集成和小型化,具有很高的研究价值。基于严格耦合波理论建立了新型波导型准直投影系统中衍射光栅的Matlab模型,并根据系统对衍射光栅的性能需求,对耦合光栅、扩展光栅和出射光栅的模型进行分析,设计衍射光栅的结构及相关参数。结果表明,采用新型闪耀光栅作为耦合光栅,扩展光栅设计为普通二元光栅和新型二元光栅相结合,采用闪耀光栅作为出射光栅,所得的新型波导型准直投影系统成像均匀,视场为24.8°×30°,系统占用空间小、质量轻,可用于集成和小型化的显示器。 展开更多

关键词 光栅 波导型准直投影系统 衍射效率 二氧化钛薄膜 严格耦合波理论

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双层亚波长光栅微位移传感系统结构优化设计与性能仿真 被引量：2

20

作者 赵玉娇 周震 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第5期626-630,共5页

随着MEMS惯性传感器件对微位移检测精度的要求越来越高,微位移检测技术已经成为MEMS惯性传感领域的研究热点。亚波长光栅以其超高的位移检测灵敏度成为一个极具发展前景的高精度位移传感平台。利用Rsoft软件模拟分析了双层亚波长光栅共... 随着MEMS惯性传感器件对微位移检测精度的要求越来越高,微位移检测技术已经成为MEMS惯性传感领域的研究热点。亚波长光栅以其超高的位移检测灵敏度成为一个极具发展前景的高精度位移传感平台。利用Rsoft软件模拟分析了双层亚波长光栅共面、离面相对运动时系统零级衍射光透射率与光栅位移量之间的关系及系统关键结构参数对位移检测灵敏度的影响,并对这两种亚波长光栅微位移传感系统进行了结构优化与性能仿真及对比,理论验证了亚波长光栅位移检测的高灵敏度优势。 展开更多

关键词 亚波长光栅 倏逝波 微位移检测 严格耦合波理论 仿真

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