一维亚波长光栅减反射特性研究
亚波长光栅是光栅周期小于工作光波长的一种周期结构光学元件。其中，亚波长减反射光栅具有很多广泛的实际应用，目前已经在光学镜头，发光二极管，有机发光二极管，太阳能电池中得到广泛应用。通过调制光栅参数如周期、占空比和槽深等，可以对亚波长减反射光栅的增透特性进行优化设计，实现高透射、低反射的光学特性。本文以光学经典仿真软件RSoft的DiffractMOD模块为工具，利用严格耦合波分析的方法，对一维亚波长光栅减反射特性的影响参数进行了研究，探讨分析周期、槽深、占空比和折射率这四个参数对减反射效果的影响，给出了理论研究结论。这些理论研究为一维亚波长光栅的优化设计及实际应用提供了参考。关键词 亚波长光栅，增透特性，减反射特性，严格耦合波分析法
目 录
绪论.................................................................................................................................1
亚波长光栅概况.........................................................................................................1
亚波长光栅发展.........................................................................................................2
亚波长光栅用途.........................................................................................................2
亚波长光栅的增透特性.............................................................................................4
2 亚波长光栅建模.................................... *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
......................................................................5
2.1 Rsoft软件介绍..........................................................................................................5
2.2 严格耦合波仿真原理.................................................................................................6
2.3亚波长光栅建模..........................................................................................................7
3 亚波长光栅增透特性研究 .....................................................................................12
3.1 周期对透射影响.......................................................................................................12
3.2 槽深对透射影响.......................................................................................................14
3.3 占空比对透射影响...................................................................................................15
3.4 结论...........................................................................................................................17
总结..................................................................................................................................19
致谢..................................................................................................................................20
参考文献..........................................................................................................................21
1 绪论
在光学系统中，如果不对系统的表面进行减反射处理的话，那么，菲涅尔反射现象就会影响光的效率。为了提高光照射物体表面的效率，减少反射现象，我们可以对光学元件进行处理，例如在其表层覆上一层减反射的膜[1,2]，光透过这层膜后再达到元件表减少反射，增加透射，这样就可以提高了光的透射率。但是这样的介质转变是难以实现的，工艺十分的复杂，技术要求太高，需要耗费很大的精力。所以，人们用亚波长微结构光栅去实现这样的渐变折射率分布。亚波长微结构是根据可以在黑暗的环境中生存的飞蛾的眼角膜[3,4]表层架构仿生的。这样的表层结构就像是一个各向同性的抗反射微结构，光照射到它们的眼睛上时，反射出来的光极其的微少，以使它们在黑暗中不会被发现，进而确保自身的安全。亚波长微结构光栅的占空比随深度变化，当光入射到这样的光栅上时，轮廓结构就不能被光波分辨出来，也就是说，表面轮廓的光学特性将被光均匀掉，这样一来，光照射到亚波长微结构光栅上，就像是照射到渐变折射率膜上一样，实现了减反射效果。理论分析指出这类光栅形成了渐变折射率的抗反膜结构。
目 录
绪论.................................................................................................................................1
亚波长光栅概况.........................................................................................................1
亚波长光栅发展.........................................................................................................2
亚波长光栅用途.........................................................................................................2
亚波长光栅的增透特性.............................................................................................4
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2.1 Rsoft软件介绍..........................................................................................................5
2.2 严格耦合波仿真原理.................................................................................................6
2.3亚波长光栅建模..........................................................................................................7
3 亚波长光栅增透特性研究 .....................................................................................12
3.1 周期对透射影响.......................................................................................................12
3.2 槽深对透射影响.......................................................................................................14
3.3 占空比对透射影响...................................................................................................15
3.4 结论...........................................................................................................................17
总结..................................................................................................................................19
致谢..................................................................................................................................20
参考文献..........................................................................................................................21
1 绪论
在光学系统中，如果不对系统的表面进行减反射处理的话，那么，菲涅尔反射现象就会影响光的效率。为了提高光照射物体表面的效率，减少反射现象，我们可以对光学元件进行处理，例如在其表层覆上一层减反射的膜[1,2]，光透过这层膜后再达到元件表减少反射，增加透射，这样就可以提高了光的透射率。但是这样的介质转变是难以实现的，工艺十分的复杂，技术要求太高，需要耗费很大的精力。所以，人们用亚波长微结构光栅去实现这样的渐变折射率分布。亚波长微结构是根据可以在黑暗的环境中生存的飞蛾的眼角膜[3,4]表层架构仿生的。这样的表层结构就像是一个各向同性的抗反射微结构，光照射到它们的眼睛上时，反射出来的光极其的微少，以使它们在黑暗中不会被发现，进而确保自身的安全。亚波长微结构光栅的占空比随深度变化，当光入射到这样的光栅上时，轮廓结构就不能被光波分辨出来，也就是说，表面轮廓的光学特性将被光均匀掉，这样一来，光照射到亚波长微结构光栅上，就像是照射到渐变折射率膜上一样，实现了减反射效果。理论分析指出这类光栅形成了渐变折射率的抗反膜结构。
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