摘要：基于多层平面波导理论,采用自支撑共振光栅,提出了一种应用于生物探测领域的超高准确度传感器.理论计算表明,本文提出的生物传感器,其探测准确度于共振光栅的周期成正比,接近基于共振效应传感器的理论极限.采用单层共振光栅的归一化色散方程,计算了色散曲线随探测介质折射率的变化关系,从而证明了其探测准确度.此外,基于此共振光栅结构,设计了工作在近红外和中红外波段的生物探测器,分别应用于液体(1.3～1.7)和气体探测,折射率的分辨能力在近红外波段可以达到1×10-5,在红外波段优于1×10-6,能满足绝大多数生物材料的探测.相比于传统的基于导模共振效应的共振传感器,本文提出的生物传感器,其探测准确度有一至两个数量级的提高.

摘要：以提高共焦差动并行激光直写中光束刻写质量为目标,分析设计了调平聚焦伺服控制系统。采用柱面镜作为像散元件,与四象限光电探测器结合,利用差动像散检测方法和比例积分微分(PID)反馈算法减少光源和外部干扰的误差,获得高灵敏度、高精度、高稳定性的探测曲线。通过优化光学设计参数,本系统能获得具有高灵敏性与一致稳定性的探测曲线,探测范围为3μm,静态聚焦误差可达±5.0nm;动态聚焦压电陶瓷(PZT)伸长量可保证在焦深范围内,焦点位置辨别精度可达纳米量级,可探测调平台的倾斜角和俯仰角在0.01mrad左右。利用该系统可实现光栅的刻写,进一步为更大尺寸、更高密度的光栅刻写提供依据。

摘要：基于泄漏模共振产生多层介质膜光栅(MDG)的-1级高衍射效率的理论,重点分析了产生MDG的-1级宽衍射角谱的物理机理,提出薄匹配层能有效提高MDG的-1级衍射角谱带宽.采用傅里叶模式理论计算MDG的衍射效率,给出了中心波长为1040nm,Littrow角37.9°附近±11°范围内衍射效率大于90%的宽角谱MDG设计结果,且设计参数具有良好的工艺宽容度.

摘要：采用扩展边界条件法 ,得出亚波长正弦介质光栅正入射反射型 1/ 4波片的结构参数。发现在一定精度范围内TE波与TM波的相位差能够在一段较大的槽深区域满足设计要求 ,从而降低了实际控制刻蚀深度的难度。讨论了线偏振光转化为圆偏振光的方位角问题。

摘要：基于傅里叶模式理论分析了双层浮雕型导模共振光栅的共振效应,分别讨论了光栅的槽深、剩余厚度、周期以及填充系数对峰值反射率、带宽、旁带反射率的影响.数据计算表明,欠刻蚀情形的误差宽容度远远优于过刻蚀情形,两者在光栅槽深相对误差小于15%的范围内,都能保证共振峰的衍射效率高于99.5%,在相同的误差范围内,共振峰线宽的相对误差将分别达到7%和60%,因此厚度误差集中反映在对共振线宽的改变上.另外,光栅周期和填充系数的变化将明显改变共振峰中心波长和线宽.

摘要：导模共振滤波器由于其高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性引起了人们极大的关注,采用亚波长光栅的导模共振效应可以实现传统基于高低折射率介质的多层膜滤波器所无法实现的特殊功能,在弱调制模式下,其共振带宽可以被压缩到零点几纳米,但是由于介质表面和空气层的菲涅耳反射,使得偏离或者远离共振区时的反射率偏高,根据等效介质理论,亚波长光栅在远离共振区可以被看为均匀的薄膜,本文通过对导模共振光栅进行单层、双层以及三层抗反射设计,有效的降低了导模共振光栅的旁带反射率,从而在可见光波段获得了性能优良的共振滤波器.