湖南师范大学物理与电子科学学院, 湖南 长沙 410081
可调窄带滤波器是光学系统中的核心器件之一,在光信号处理、光学传感等领域中有广泛的应用价值。基于亚波长光栅结构,利用微流控技术,提出了一种新型可调控窄带滤波器的实现方法,通过调控微流体通道中流体的折射率,获得了大范围可调窄带滤波功能。采用严格模式理论对其光学性能进行了分析与模拟,数值结果表明,该器件波长调谐范围可达28 nm,其滤波带宽不大于0.03 nm,灵敏度S大于350 nm·RIU
-1,品质因数Q高达50000,光学性能优异。另外,该新型器件具有结构简单、易于制作、调控简便等诸多优点,在生物传感、化学分析等领域具有广阔的应用前景。
光学器件 微流控光子学 可调滤波器 严格模式理论 亚波长光栅 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 042301
光栅透镜因其独特的光学性能而具有广泛的应用.根据光栅透镜的线宽和间距微小渐变的特点,建立了光栅透镜的物理模型,并利用严格模式理论对其衍射特性进行分析.该方法物理概念清晰、公式简洁.对光栅透镜实现谐波分离、聚焦功能时的衍射效率与槽深关系的计算结果表明,其计算速度快、数值计算结果准确可靠.并对加工误差的影响进行了模拟计算,说明了在当前的微细加工的工艺水平条件下,能够制作出满足ICF系统要求的光栅透镜.实验上制作了尺寸为φ100 mm的大面积光栅透镜,其衍射效率的实验测试结果与理论计算结果一致.
衍射光学 严格模式理论 光栅透镜 光束取样 Diffractive optics Rigorous modal theory Grating lenses Beam sampling
1 四川大学物理系, 成都 610064
2 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室,成都 610209
亚波长光栅因光栅参量的不同而具有不同的衍射特性,通过对亚波长光栅参量的合理设计来实现消偏振窄带滤波是一种新的方法与途径。首先分析了基于共振异常的窄带滤波的物理机制及存在条件,讨论了二维亚波长光栅实现消偏振窄带滤波的可能性。然后,利用严格模式理论进行了计算模拟,其计算结果与导波理论所得结果基本吻合,其衍射特性表现出周期性共振异常?p敏感的角度依赖性和波长依赖性。最后,讨论了由工艺误差对滤波特性所带来的影响,为具体工艺制作提供了一定的指导。
衍射光学 严格模式理论 共振异常 窄带滤波 消偏振
