导模共振亚波长光栅的衍射特性研究

导模共振亚波长光栅具有不同于传统薄膜元件的多样化的衍射特性。它所需的膜层数少，却具备优良的光学性能，是一种极具应用前景的光学元件。近年来，有关它衍射特性的研究引起了人们的广泛关注，成为一个新的研究热点。.本课题旨在依据我们长期以来在导模共振亚波长光栅所作的研究基础上，尤其是在近年来我们提出的导模共振亚波长多晶硅光栅、多通道导模共振布儒斯特滤光片的概念以及光栅设计的基础上，进一步开展导模共振亚波长光栅的衍射特性研究，拓宽其应用范围和领域。同时，探索导模共振亚波长光栅光学元件的新型结构、深入研究光栅参数和入射条件对光栅衍射特性的影响规律，实现对导模共振亚波长光栅光学元件的参数优化，为此类光学元件的理论和实际应用提供有价值的参考和依据，进而深化人们对亚波长光栅复合纳米结构的光学特性的认识。

针对导模共振亚波长光栅的衍射特性，课题组重点对导模共振亚波长光栅的衍射机理、衍射分析模型及其应用开展系统研究，形成相应的理论及方法。提出了导模共振增强透射机理，实现了导模共振单通道和双通道的增强透射滤波。引入薄膜分析模型准确估算反射共振位置，将导模共振光栅的共振激发分析拓展到非亚波长波段。提出了斜入射条件导模共振亚波长光栅的分析方法，完善相应的理论及设计。针对TM模斜入射，提出具有抗反射结构导模共振滤波器的设计方法，得到抗反射条件下入射角与填充系数关系，设计出抗反射特性优良的反射滤波器。针对TE模入射，提出带虚设层的抗反射导模共振滤波器结构及设计方法, 该方法适用于任意角度入射带虚设层的导模共振抗反射结构。将导模共振亚波长光栅引入到微机电系统(MEMS)中，实现连续可调谐透射滤波。将薄膜的抗反射效应引入到具有缓冲层结构的导模共振滤波器中，通过调节缓冲层厚度，在同一共振波长位置处得到不同的反射光谱带宽。此外，结合应用需求增加实验研究内容，实验验证了斜入射情形导模共振亚波长光栅连续可调谐滤波效应。上述工作进一步深化人们对人工微纳结构衍射特性的认识。.在基金项目的支持下，经过三年的研究，我们全面完成项目计划书规定的所有研究内容，在核心及以上刊物发表论文15篇(SCI收录8篇，EI收录10篇)，研究成果得到了国内外同行的重视和好评。课题组和国内外高校和科研机构建立了良好的交流合作，课题成员副教授晋升教授2人，讲师晋升副教授2人，获得各类省厅级奖励或荣誉4项，课题组所在团队入选2013贵州省教育厅科研创新团队，所在“物理实验中心”入选2013贵州省省级实验教学示范中心，极大地推动了依托单位学科团队建设发展。