基于亚波长二维光栅的入射角不敏感颜色滤光片研究

洪亮; 杨陈楹; 沈伟东; 叶辉; 章岳光; 刘旭

doi:10.7498/aps.62.064204

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摘要

提出了一种基于二维亚波长光栅的具有非偏振光入射下入射角不敏感特性的反射式颜色滤光片. 采用严格耦合波分析方法详细分析了光栅周期、光栅层厚度以及固定光栅占空比下光栅的结构尺寸对反射率峰值、反射带位置及带宽的影响. 结合入射角不敏感特性, 经过优化设计得到了光栅的最终结构参数, 获得了中心波长424 nm, 峰值反射率56%, 带宽45 nm的反射滤光片.模拟结果表明, 在非偏振光入射下, 此滤光片的反射光谱表现出显著的入射角不敏感特性. 当入射角高达60°时反射带的中心波长偏移6 nm 反射率下降6%带宽增加8 nm 其参数没有较大变化通过调整光栅的结构参数可在400–520 nm范围内调节滤光片的中心波长以获得不同颜色的入射角不敏感滤光片.

关键词:

作者及机构信息

1.
浙江大学光电信息工程学系, 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027

基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA040401)资助的课题.

参考文献

[1]	Magnusson R, Wang S S 1992 Appl. Phys. Lett. 61 1022
[2]	Ma J Y, Liu S J, Wei Z Y, Xu C, Jin Y X, Zhao Y A, Shao J D, Fan Z X 2008 Acta Phys. Sin. 57 827 (in Chinese) [麻健勇, 刘世杰, 魏朝阳, 许程, 晋云霞, 赵元安, 邵建达, 范正修 2008 物理学报 57 827]
[3]	Chen Q, Cumming D R S 2010 Opt. Exp. 18 14056
[4]	Zhao H J, Yang S L, Zhang D, Liang K Y, Cheng Z F, Shi D P 2009 Acta Phys. Sin. 58 6236 (in Chinese) [赵华君, 杨守良, 张东, 梁康有, 程正富, 石东平 2009 物理学报 58 6236]
[5]	Kanamori Y, Shimono M, Hane K 2006 IEEE Photon. Technol. Lett. 18 2126
[6]	Li C G, Gao Y H, Xu X S 2012 Chin. Phys. Lett. 29 034202
[7]	Lemarchand F, Sentenac A, Giovannini H 1998 Opt. Lett. 23 1149
[8]	Yoon Y T, Lee H S, Lee S S, Kim S H, Park J D, Lee K D 2008 Opt. Exp. 16 2374
[9]	Lee H S, Yoon Y T, Lee S S, Kim S H, Lee K D 2007 Opt. Exp. 15 15457
[10]	Ye Y, Zhou Y, Zhang H, Chen L S 2011 Appl. Opt. 50 1356
[11]	Ye Y, Zhang H, Zhou Y, Chen L S 2010 Opt. Commun. 283 613
[12]	Cheong B H, Prudnikov O N, Cho E, Kim H S, Yu J, Cho Y S, Choi H Y, Shin S T 2009 Appl. Phys. Lett. 94 213104
[13]	Cho E H, Kim H S, Cheong B H, Prudnikov O, Xianyua W, Sohn J S, Ma D J, Choi H Y, Park N C, Park Y P 2009 Opt. Exp. 17 8621
[14]	Moharam M G, Gaylord T K 1981 J. Opt. Soc. Am. 71 811
[15]	Palik E D 1985 Handbook of Optical Constants of Solids (Vol. 1) (New York: Academic) p563
[16]	Moharam M G, Grann E B, Pommet D A, Gaylord T K 1995 J. Opt. Soc. Am. 12 1068
[17]	Fu Z P, Lin F, Zhu X 2011 Acta Phys. Sin. 60 114213 (in Chinese) [傅正平, 林峰, 朱星 2011 物理学报 60 114213]
[18]	Hessel A, Oliner A A 1965 Appl. Opt. 4 1275

施引文献

[1]	Magnusson R, Wang S S 1992 Appl. Phys. Lett. 61 1022
[2]	Ma J Y, Liu S J, Wei Z Y, Xu C, Jin Y X, Zhao Y A, Shao J D, Fan Z X 2008 Acta Phys. Sin. 57 827 (in Chinese) [麻健勇, 刘世杰, 魏朝阳, 许程, 晋云霞, 赵元安, 邵建达, 范正修 2008 物理学报 57 827]
[3]	Chen Q, Cumming D R S 2010 Opt. Exp. 18 14056
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[16]	Moharam M G, Grann E B, Pommet D A, Gaylord T K 1995 J. Opt. Soc. Am. 12 1068
[17]	Fu Z P, Lin F, Zhu X 2011 Acta Phys. Sin. 60 114213 (in Chinese) [傅正平, 林峰, 朱星 2011 物理学报 60 114213]
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基于亚波长二维光栅的入射角不敏感颜色滤光片研究

1. 浙江大学光电信息工程学系, 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027

基金项目:

国家高技术研究发展计划(批准号: 2012AA040401)资助的课题.

收稿日期: 2012-07-13

修回日期: 2012-09-19

刊出日期: 2013-03-20

摘要: 提出了一种基于二维亚波长光栅的具有非偏振光入射下入射角不敏感特性的反射式颜色滤光片. 采用严格耦合波分析方法详细分析了光栅周期、光栅层厚度以及固定光栅占空比下光栅的结构尺寸对反射率峰值、反射带位置及带宽的影响. 结合入射角不敏感特性, 经过优化设计得到了光栅的最终结构参数, 获得了中心波长424 nm, 峰值反射率56%, 带宽45 nm的反射滤光片.模拟结果表明, 在非偏振光入射下, 此滤光片的反射光谱表现出显著的入射角不敏感特性. 当入射角高达60°时反射带的中心波长偏移6 nm 反射率下降6%带宽增加8 nm 其参数没有较大变化通过调整光栅的结构参数可在400–520 nm范围内调节滤光片的中心波长以获得不同颜色的入射角不敏感滤光片.

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