摘要：基于复合光栅的相位测量轮廓术在物体三维信息重建中是一种非接触、实时的测量方法。通过对这种光栅的形成机理分析,发现当复合光栅中的空间调制光栅的频率一定时,其中相移光栅周期与三维重构精度有关,并且存在一个重构均方差最小值的相移光栅周期,其大小与被测物体的形貌有关。因此,可通过优化复合光栅结构的方法来提高测量精度。利用数字投影仪将连续改变相移光栅周期得到的复合光栅投影到物体,获取变形光栅图像来重建物体的三维信息,从周期数与均方差关系曲线中找到对应的复合光栅的最优化参数,以实现复合光栅最优化设计。通过数字模拟和实验都证实采用优化设计的复合光栅来提高物体的测量精度是有效的。

摘要：设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1128 nm和1550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1300~1400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。

摘要：采用时域有限差分法研究了基于不同宽度的双狭缝复合光栅的光学传输特性。结果表明:相位共振劈裂现象可以通过调制狭缝宽度实现,而且可以实现在多个频率同时调制,所有模式都出现了明显尖锐的相位共振劈裂,其中一些劈裂谷底几乎趋近于0。其次,基于电磁场分布、法布里-珀罗共振和相位共振机制对产生的机理进行了定性的描述和解释。实现了光从两个狭缝中任意一个狭缝通过的可能,也可以选择劈裂低谷来实现禁带的设计。这些结果可以被用来设计光通道选择器、频率选择器、滤波器和光开关。相比于传统的复合光栅,基于两个不同宽度狭缝的复合光栅具有结构简单,材料单一,易于设计、分析和实现等优势。

摘要：采用复合光栅相位测量轮廓术进行三维测量时,从变形复合条纹中能有效地解调出相移变形条纹,此时滤波窗口的选择至关重要。通过分析噪声特征及其对频谱成分不同取向影响的差异性,寻找空间频谱在两个正交方向上的最佳滤波窗口,建立了一种提高测量精度的混合滤波窗口。数字模拟表明,所设计的混合窗口对噪声的抑制均优于矩形、三角形、布莱克曼和汉宁等滤波窗。已知高度平面的测量结果表明,采用均衡噪声和频谱泄漏的混合窗口的重构误差最小,其误差均方根比汉宁滤波窗口减小了9.64%,测量精度得到有效改善。实物测量实验验证了所提方法的可行性和有效性。

摘要：导模共振光栅作为一种重要的滤波单元,在光通信中有着广泛的应用。然而,普通的导模共振光栅的传输光谱为洛伦兹型,该类结构在高性能光纤通信系统中的应用受到限制。采用级联导模共振光栅可以实现平顶滤波响应,但是整个器件的体积较大,制作工艺复杂。此外,单一复合光栅结构难以直接实现窄带平顶滤波响应。提出了一种级联双层复合光栅结构以解决这一问题,利用严格耦合波算法和本征模式分析法分析了其输出光谱。仿真结果表明该滤波器的中心波长为1549.9 nm,其平顶光谱的线宽为0.5 nm。

摘要：利用严格耦合波分析法(RCWA)分别计算了TE入射、TM入射和锥形入射下不同占空比的复合光栅的反射率,分别从波长、光栅槽深度d和光栅周期等结构参数进行数值模拟。计算结果表明:周期为2 μm,光栅厚度为1 μm,占空比为f1、f2、f3的新型一维复合光栅结构反射达到了预期效果,符合初期对复合光栅的设想。对于光通信器件,波长为1.55 μm的复合光栅具有更好的信息保护和防丢失能力;光栅槽深度d为0.5 μm时,TE入射情况下的特定复合光栅的反射率收敛于78%;同一反射率下,复合光栅的光栅周期要比矩形光栅小,节约了实际成本,并且在TM入射情况下,复合光栅的反射率范围更广。对一维复合光栅反射特性的研究,优化了光通信器件对于信息的保护,使得反射率可以收敛于特定值,也为实际工艺提供了光栅设计和制作理论。