寬光譜光柵側面耦合集光技術研究.pdf

1、利用光柵側面耦合技術多為單波長或窄帶光耦合，用于光纖激光器泵浦、光波導集成等領域，而用于可見光寬帶耦合的研究很少。通過在波導上集成亞波長衍射光柵結構，可以引導太陽光在波導的側面進行出光匯集，因此可以作為一種新型的太陽能集光器結構。本文主要就是研究這種基于光柵側面耦合的寬光帶集光技術。
　　在理論分析中，除了對光柵耦合原理進行了闡述，還詳述了矢量衍射理論中的時域有限差分法和嚴格耦合波法，并分別對其麥克斯韋方程組進行了求解，為之后的光

2、柵結構優(yōu)化仿真等內容奠定了理論基礎。
　　亞波長光柵結構參數(shù)影響衍射耦合效率，從而影響波導側面收集的能量。通過FDTD軟件對光柵結構參數(shù)進行掃描仿真，再利用快速下降法獲得不同類型不同面形的最佳光柵結構，并利用RCWA法對其中的矩形相位光柵結構進行了驗證。不同的入射角對集光器影響較大，因此本文對不同入射角下的衍射耦合效率也進行了仿真分析。
　　耦合光在波導內通過全反射傳播，當光傳播到波導與光柵的交界面處發(fā)生透射衍射，造成能量的