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光在非均匀介质中反射和透射系数的精确解析

吴朗

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2009.06.019

对任意非均匀介质波导通过分层转化为多层波导,再利用分析转移矩阵方法(ATMM)考虑层间子波相移的贡献,定义了包含主波和子波的总波数,得到了光在非均匀平板介质波导结构中传输的反射系数和透射系数表达式.从推导过程和解析式表明:推导过程没有引入任何近似,得到的结论是可靠精确的;解析式本身非常简明且物理意义清晰;所得到的解析式既适合于折射率均匀的分层结构又适合于折射率非均匀变化的各种复杂结构.预计在薄膜加工工艺中具有非常广泛的应用前景.

关键词: 波导光学 , 分析转移矩阵方法 , WKB法 , 反射 , 透射

MDM光波导激发高阶SPP模的传输特性

赵华君 , 袁代蓉

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2014.02.020

研究了金属-介质-金属(MDM)型表面等离子体激元(SPP)光波导的电磁特性.理论计算结果表明,对于633 nm的TM偏振入射光,当介质膜层厚度小于85 nm时,波导中只能激发产生一阶SPP模(基模),其余高阶模全部截止.随着介质膜厚度增加,高阶SPP模逐渐被激发产生.当介质膜层厚度较小时,SPP模有效折射率的实部随阶数增加而减小,而虚部则随阶数增加而增加,SPP基模具有最大传输距离.然而,当MDM波导中的介质层厚度超过0.555 μm时,由于三阶SPP模的电磁场主要集中在离金属层相对较远的介质层中,其有效折射率的虚部具有最小值,具有最大的传输距离,而非基模.当入射光波长为633 nm,介质层厚度为0.9 μm时,Ag/SiO2/Ag光波导中三阶SPP模的传输距离达到约150 μm.

关键词: 波导光学 , 金属-介质-金属 , 表面等离子体激元 , 传输距离 , 高阶模

基于后焦面成像的聚合物平面波导光学参数测量仪

施矾 , 朱良富 , 邱冬 , 张斗国

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2017.03.017

基于后焦面成像确定波导传播特性的基本原理,结合平面波导中的菲涅尔反射理论,设计了一种聚合物平面波导光学参数测量仪.通过MATLAB拟合处理数据实现了对样品局部折射率和厚度高精度、高空间分辨率的实时测量,平面波导厚度测量精度可以达到纳米量级,空间分辨率可达到300 nm.该测量仪结构简单、易于操作,在光学传感和细胞内生物传感领域具有很高的应用价值.

关键词: 波导光学 , 后焦面成像 , 光学参数测量仪

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