1 厦门大学航空航天学院，福建 厦门 361005
2 厦门大学深圳研究院，广东 深圳 518000
3 兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室，甘肃 兰州 730000
在宽波段内减少反射以提高透射或吸收对于提高光学元件及光电子器件的性能至关重要。受自然启发，亚波长结构具有良好的宽带减反射性能。基于此，提出了一种新型的类锥亚波长结构以增强宽波段减反射。采用等效介质理论与时域有限差分法，对基底表面亚波长结构的等效折射率与减反射能力的关系进行了分析。通过对比蛾眼、圆锥及圆柱等不同结构的等效折射率对应的宽波段减反射性能，发现两种介质之间的等效折射率线性过渡无突变时减反射能力更优。以此提出了一种类锥结构设计方法，将该方法设计的三种结构与蛾眼结构在300~1100 nm波段进行了垂直入射下的表面反射率仿真分析，结果显示，该系列结构的平均反射率比蛾眼结构降低了约70%。此外，在可见光、近红外波段选取两个特征波长进行了宽角度（0~60°）下的反射率研究，结果表明，该系列结构的宽角度平均反射率均低于蛾眼结构，其中四棱类锥结构在两个特征波长下的平均反射率比蛾眼结构分别降低了62%和40%。采用此方法设计的系列结构比普通亚波长结构具有更佳的减反射效果，在超精密光学芯片、片上光集成、片上光互连等领域中具有潜在的应用前景。
光学设计 减反射 亚波长结构 等效折射率 时域有限差分法
上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
采用时域有限差分（FDTD）方法研究了二维六边形排列结构的光子晶体近零折射率材料的相位特性，提出利用电场相位的空间频谱计算等效折射率的新方法，该方法可直观地反映电场相位的变化，解释了负折射的传播机理。利用该方法分析了横磁（TM）模波长和温度对等效折射率的影响。
材料 光子晶体 零折射率 时域有限差分法 等效折射率 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 031603
介绍了一种计算多层结构微测辐射热计探测单元的红外吸收模型，并计算了所设计25 μm 微测辐射热计探测单元的红外吸收。当探测单元表面金属吸收层的方阻从2～600 Ω/□变化时，单元的吸收功率先逐渐增大，之后缓慢下降。对于300K 黑体辐射，当探测单元的吸收层方阻达到332 Ω/□时，吸收率达到最大。此时在8～14 μm 波段单元的红外吸收率平均值为72%，吸收功率为16nW。在此基础上对探测单元结构的悬空高度进行优化，得到最优的两层悬空间隙高度均为0.8 μm，最优吸收率为82%。
微测辐射热计 等效折射率 吸收率 热响应时间 micro-bolometer equivalent refractive index absorptivity thermal response time
1 北京工业大学电子信息与控制工程学院光子器件研究实验室, 北京 100124
2 赣南师范学院物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
利用不同占空比的亚波长结构剪裁光栅槽的等效折射率来改变光栅的衍射特性实现衍射输出光束与单模光纤之间的模式匹配，通过优化埋氧化层厚度和集成底部金反射镜，可以改善光栅耦合器弱的方向性，从而设计出用于SOI波导与光纤之间高效率耦合的光栅耦合器。采用本征模展开方法，模拟了光栅耦合器随剪裁的光栅槽等效折射率变化的相关特性，在SOI波导和单模光纤之间对波长为1550 nm的光获得了最高93.1%的耦合效率，3dB带宽为82 nm。
光栅 等效折射率 光栅耦合器 耦合效率 模式匹配 光学学报
2014, 34(11): 1105001
1 南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300071
2 天津眼科医院， 天津 300020
3 天津宇光光学公司， 天津 300384
测量了角膜屈光手术后人眼角膜前后表面的生理数据。在角膜数据的基础上，从理论上分析了等效折射率和曲率半径测量误差对屈光手术后角膜光焦度测量的影响。结果表明，由等效折射率和角膜曲率半径测量误差导致的角膜光焦度测量误差随着角膜前表面非球面系数的增大而增大，且有统计学意义(P<0.05)；等效折射率和角膜曲率半径测量误差均会导致测量得到的角膜光焦度偏大，这两种误差存在叠加效应，使得屈光手术后临床仪器给出偏高的角膜光焦度。另外，角膜光焦度测量误差与Q值成正比关系，且有统计学意义(P<0.05)。屈光角膜手术后人眼角膜光焦度的测量，不仅要考虑等效折射率带来的误差，也要考虑角膜曲率半径测量误差造成的角膜光焦度测量误差。
医用光学 角膜光焦度 等效折射率 曲率半径误差 角膜屈光手术 中国激光
2011, 38(s1): s104003
中国科学院安徽光学精密机械研究所大气光学中心, 安徽 合肥?230031
利用改进的BP算法,结合Mie散射理论, 建立了波 长、散射系数、吸收系数与气溶胶粒子等效复折射率之间的非线性映射关系,实现 了反演实际大气非均匀气溶胶粒子等效复折射率的BP神经网络模型的建模。利用该 模型对气溶胶粒子等效复折射率进行了反演,根据反演得到的等效复折射率计算了 其光学特征量,计算结果与实测结果基本吻合。
大气光学 BP神经网络 等效复折射率 散射系数 吸收系数 atmospheric optics BP neural network equivalent refractive index scattering coefficient absorption coefficient
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100049
利用等效折射率概念分析了SiO2单层膜反常色散出现的原因，并在1.1 m镀膜机上证明了理论分析的合理性.结果表明，理论分析与实验结果一致，沿薄膜厚度方向折射率的对称周期变化使薄膜的等效折射率变化在可见光波段与致密膜层的变化不一致，表现出反常色散的现象.膜厚方向折射率变化周期越大，等效折射率随波长增加的趋势就越大，薄膜表现出的反常色散特性越明显.沿膜厚方向折射率变化幅度的对色散特性影响次之.
光学薄膜 反常色散 等效折射率 变折射率 Optical thin film Anomalous dispersion Equivalent refractive index Varying refractive index
详细介绍用等效折射率概念设计短波通滤光片的原理和计算方法。根据原理和方法，选择二氧化钛(TiO2)作为高折射率材料、二氧化硅(SiO2)作为低折射率材料。首先从理论上计算出用这2种材料设计的波长λ=950～1150nm的短波通滤光片所需要的周期数，然后给出短波通滤光片的主膜系和光谱曲线。由于据此周期数设计出的膜系光谱曲线在750～810nm处的透过率不符合要求，因此对该膜系进行了改进。依照改进的设计进行多次制备，最终制备出了符合要求的短波通滤光片，找到了最佳制备工艺和方法。最后，对制备出来的短波通滤光片薄膜进行了各种环境实验。实验结果表明，膜层的各项指标符合设计要求。
短波通滤光片 膜系设计 等效折射率 周期数数 short-wavelength pass filter design of film system equivalent refractive index periodicity
华中科技大学激光技术国家重点实验室,武汉,430074
用时域有限差分(Finite Difference Time Domain-FDTD)算法模拟了光从真空垂直入射到表面覆盖有一层纳米孔隙聚合物薄膜的玻璃介质,得到了在不同波长下的纳米孔隙薄膜的透过率谱线.将FDTD模拟结果的透过率谱线与理论谱线相对照,估算出了该薄膜的等效折射率.我们分别模拟了孔隙率为5%、10%、15%、20%和30%的薄膜,得到了它们的透过率谱线,而且利用这些谱线得到了它们不同的等效折射率值.文末给出了只有两层薄膜构成的纳米孔隙宽带增透薄膜的结构,而且利用FDTD算法模拟了光经过这种增透膜入射到玻璃介质的过程,结果显示这种增透膜在可见光波长范围的透过率高达99.5%.
纳米孔隙光学薄膜 时域有限差分算法 透过率谱线 等效折射率 Nano-porous optical film FDTD method Transmittance spectrum Equivalent refractive index
Key Lab. of Measur. & Test Technol. and Commun. Eng., School of Electron. Inform. Eng., Wuhan University,Wuhan 430079, CHN
半导体光子学与技术
2004, 10(4): 240
