亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性, 采用严格耦合波法设计并制作了一种柔性双层金属光栅偏振器, 通过纳米压印技术在方形的 PC（Polycarbonate, 聚碳酸酯）上制备了周期为 278 nm, 深度为 110 nm, 占空比为 0.5的亚波长光栅, 通过磁控溅射技术在制作的介质光栅上沉积了 70 nm的金属铝层, 制作了具有双层金属结构的柔性双层金属光栅偏振器, 并用光谱测试系统进行了简单的性能测试。实验结果表明, 当入射光波长范围在 350～800 nm时, 制作的柔性双层光栅偏振器偏振特性优良, 且具有非常高的透过率和消光比, 分别高达 48%和 100000。该制作工艺只由纳米压印和金属蒸镀完成, 省去了复杂的涂胶、剥离及刻蚀, 因此在大批量生产偏振器方面具有很明显的优势, 可普遍用于光探测器件、光电开光等半导体光电子器件的制作过程。

为了满足无人飞行器自主导航对姿态参数的迫切需求,提出一种利用大气偏振信息获取载体三维姿态信息的方法。首先充分解析大气偏振模式;然后采用K-means聚类算法解算太阳在空间中的位置信息;最后利用磁罗盘与载体体轴夹角获取载体的航向信息。在已知航向角的基础上,对导航坐标进行基准变换。首先将天顶点与太阳位置处于同一轴向,使得天顶点与太阳位置矢量处于同一基准并同时旋转;然后根据天顶点与太阳位置固有的高度夹角,将俯仰角与横滚角的计算进行转换;最后通过一系列的转换和计算得到横滚角和俯仰角的信息。实验结果表明,利用大气偏振模式解算的太阳位置可获得有效的载体姿态信息,模拟仿真的解算精度可达0.01°,外场实验的精度可达0.1°。

亚波长周期结构光栅具有传统光栅所不具有的特殊特性,因此利用纳米压印技术在方形的PC(Polycarbonate,聚碳酸酯)上制作了一种亚波长金属纳米光栅偏振器,其周期为278 nm,深度为110 nm,占空比为0.5,沉积的金属铝层为70 nm。然后采用光谱测试系统对制作的亚波长金属光栅偏振器进行了简单的性能测试。实验结果表明:当入射光波长在600 nm时,制作的亚波长金属光栅偏振器具有较好的偏振特性,其TM偏振光透射效率高达55%,且消光比高达32 dB。另外,利用实验室前期制作的6通道传感器对制作的偏振器性能进行了测试,测试结果显示制作的偏振器的平均误差为0.2002°,最大误差为1.105°,标准误差为0.7255°。该制作工艺只涉及纳米压印工艺和金属蒸镀工艺两个工艺步骤,制作过程不涉及压印胶的涂覆、剥离和刻蚀工艺,因此在低成本、批量化制作大面积的偏振器方面具有很明显的优势,可普遍用于光探测器件、光电开光等半导体光电子器件的制作。