1 中国计量学院,信息工程学院,杭州,310018
2 浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心,杭州,310058
对于在光频波段的负折射率介质材料,从理论上提出了测量其光学参量的棱镜耦合法,给出了测量原理、装置,同时给出了棱镜耦合法测量系统的精确理论模型.用转移矩阵方法推导出其满足的色散方程,从理论上分析了空气层厚度对测量结果的影响.用传输矩阵法进行了模拟论证,得到了模拟反射率曲线,同时模拟分析了空气间隙对测量结果的影响.
负折射率材料棱镜耦合法转移矩阵法传输矩阵法
浙江大学,现代光学仪器国家重点实验室,光电信息与工程学系,杭州,310027
利用严格电磁理论分析了负折射材料界面上激励表面波的相关特性,证明两种偏振入射都能在负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件.针对负折射材料在表面波传感方面的应用,对膜厚选择,偏振态,测量范围,线性度等性能参量进行了具体分析,与传统的金属表面等离子波传感器相比,使用负折射材料在灵敏度相当的情况下,能有效提高线性度,增大测量范围,提高信噪比.
负折射介质 表面波 传感器
中国计量学院太赫兹技术与应用研究所，杭州 310018
利用严格电磁理论，推导出了适用于负折射率介质材料光波导的转移矩阵，分析讨论了转移矩阵的性质和应用．利用转移矩阵方法，推导出导波层为负折射率介质材料、覆盖层和衬底为右手材料的三层对称介质光波导的本征色散方程．用图解法研究了负折射率介质波导中TE波的异常色散特性．在负折射材料介质波导中没有零阶模，最低阶为1阶模，并且有截止频率，只有波导参量满足一定条件的时候才会存在，导模的横向波数可以为实数和纯虚数，而正折射率介质波导导模的横向波数只能为实数．
导波光学 负折射率介质 平板波导 转移矩阵法 Guided-wave optics Negative-refractive-index material Slab waveguide Transfer matrix method
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心,光通讯交叉中心,杭州,310027
对泄漏波导法测量薄膜折射率和厚度的实验方法做了介绍,基于四层介质结构的理论模型,通过严格的电磁场理论推导出了测量方法依据的本征色散方程,并使用了Newton-Raphson方法求解复传播常数,保证了测量的精确与快捷.以等离子增强化学气相沉积法生长的SiO2薄膜为例,对其折射率和厚度进行了测定.实验证明,本文方法与传统方法相比,不仅具有更高的测量精度,而且数据处理更加快捷,完成一片样品测试,仅花费机时60ms.
导波光学 泄漏波导 色散方程 Newton-Raphson方法 Guided-wave optics Leakage waveguide Dispersion equation Newton-Raphson method
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心,杭州,310027
2 浙江工程学院材料工程中心,杭州,310027
以硅烷和氧化二氮作为反应气体,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,不使用掺杂,在单晶硅衬底上制备了用于平面光波导的二氧化硅薄膜.研究了薄膜折射率和淀积速率与工艺参量之间的关系,通过棱镜耦合仪、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜等测试手段,分析了薄膜的结构和光学特性.结果表明,实验能快速生长厚二氧化硅薄膜,薄膜表面平整,颗粒度均匀,同时薄膜具有折射率精确可控和红外透射性能好的特点,非常适合制作光波导器件.
导波与光纤光学 平面光波导 等离子体增强化学气相沉积 二氧化硅薄膜
