具有光學緩沖層的周期層疊全息光柵的光學性質及應用.pdf

1、隨著大容量、高密度光通信技術的飛速發(fā)展，人們希望能夠研制出通帶非常窄的窄帶濾波器，同時在光學精密測量方面也不斷希望有更窄的窄帶濾波技術，因此發(fā)展超窄帶濾波技術對國民經(jīng)濟和科學研究都具有重要意義。以往的研究表明，光在周期結構介質中傳播時會出現(xiàn)Bragg衍射，全息等光學現(xiàn)象，而且存在一定寬度的光學禁帶，伴隨很好的窄帶以及多通道濾波特性。本論文從普通的Bragg光柵入手，在上面設計某種緩沖層結構，使之成為可調相位的Bragg光柵，從而調節(jié)其光

2、學性質。圍繞這一點，文章分為五個章節(jié)對其進行闡述。 論文的第一章和第二章，首先介紹了光折變效應的概念以及主要特征，并講述了雙光束在晶體中相干，通過光折變效應寫入Bragg光柵的情況。 在第三章中，我們詳細分析了兩種常見的周期層疊結構：光子晶體和層疊體全息光學衍射元件。因為周期層疊結構相比于普通介質或者無規(guī)則排列的層疊介質來說在光學性質上有很大的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在具有光學禁帶以及角度選擇性，并且由于規(guī)律的周期性，其色散曲線

3、也具有周期結構。我們從前人的研究成果中小中見大，引出我們設計的周期光學結構。 第四章中我們設計了一種中間包含緩沖層的周期層疊結構，并對這種結構進行了細致的計算，運用數(shù)學歸納法得到了相應的反射率遞推表達式，這是與以往的研究方法所不同的，也是我們的創(chuàng)新點。我們進一步由此表達式著重研究了三明治結構的以及多周期層疊情況下的反射譜結構。結果表明，這種含有緩沖層的周期層疊結構，在其光學禁帶內會存在一系列很窄的透過帶，透過帶內的光透過率理論上

4、達99.9％以上，而在透過帶以外的波段內是光學禁帶，光的透過率很??；并且通過改變層疊結構中緩沖層的數(shù)量、厚度、周期長度等參數(shù)可以改變窄帶透過窗口的個數(shù)，位置和通帶的頻寬等。 在第五章中，我們先從光群速的相關理論入手，利用非色散介質中耦合光相位色散的相關原理，對三明治式的夾層結構進行了研究，發(fā)現(xiàn)在其禁帶中同樣會出現(xiàn)光群速異常的現(xiàn)象，包括了光速加快，光速減慢以及負群速。與同等厚度的光柵相比，含有緩沖層的光柵周期結構對光群速的調控范圍