亚波长光学元件光学特性的研究

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1、长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《亚波长光学元件光学特性的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：在i鸣长春理工大学学位论文版权使用授权书训；年；月以日学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定"，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学

2、位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：蕉墨墨兰鱼年三月盟日导师签名：雄兰堕年三月掣日摘要亚波长光学元件是微光学元件之一，具有抗反射、偏振、滤波等光学特性，促进了光学仪器系统不断向微型化、集成化、低成本化方向发展。本文基于等效介质理论，研究亚波长光学元件的抗反射和偏振光学特性，并设计了亚波长抗反射光学元件和亚波长偏振光学元件，以及研究了闪

3、耀二元亚波长衍射光学元件的斜入射和宽波段的衍射效率。基于等效介质理论和薄膜理论，建立了亚波长抗反射光学元件的透射率与结构参数和入射角之间关系的数学模型，研究了其透射率与相关参数的关系。以实现带宽积分平均透射率最大化为目标，提出了一种亚波长抗反射光学元件的优化方法，并给出优化设计过程。以工作在宽波段(0．3,um～1．2∥朋)的亚波长光学元件为例，得到TE和TM偏振光带宽积分平均透射率分别为98．8802％：乖D98．8805％，高于已有设计方法。根据亚波长光学元件的形状双折射特性，研究并设计了亚波长波片和亚波长偏振分束器件。针对亚波长波片的光学特

4、性，提出了采用高折射率材料作为基底，实现加工难度的降低，并结合镀膜工艺，提高了TE和TM偏振光的透射率，同时减小了透射率之间的差异。针对亚波长偏振分束器的偏振特性，研究其结构参数与入射角度和透射消光比之间关系，实现了在较大入射角度范围内，高透射消光比。根据衍射光学理论和等效介质理论，设计了以高折射率材料为基底的闪耀二元亚波长衍射光学元件，实现亚波长衍射光学元件的2n"相位延迟，同时降低了衍射光学元件的加工难度，并实现了在大入射角和宽波段范围的高衍射效率。关键词：等效介质理论亚波长抗反射光学元件亚波长偏振光学元件亚波长衍射光学元件ABSTRACTS

5、ubwavelengthopticalelementisadevelopingbranchofmicro．optics．Subwavelengthopticalelcrnentshavemanyopticalcharacteristics，suchaSanti．reflective，polarizing，filterandSOon．Itmakestheopticalinstrumentsystemstominiaturization，integration,lowcost．Basedontheeffectmediumtheory,theanti．

6、reflectiveandpolarizationpropertyoftllesubwavelengthopticalelementshavebeenanalyzed．Subwavelengthantireflectiveopticalelementsandpolarization-controlcomponentshavebeendesigned．nlediffractionefficiencyofblazedbinarysubwavelengthdiffractiveelementsatobliqueincidentandoverabroad

7、wavelengthrangehasbeeninvestigated．Basedontheeffectivemediumtheoryandthethinfilmtheory,asubwavelengthanti-reflectiveopticalelementhasbeendesigned．netransmission嬲afunctionofthemicrostructuresparametersandtheincidentangleshasbeenanalyzed．Wepresentanoptimaldesigntomaximumthepoly

8、chromaticintegraltransmissionefficiency(PITE)ofthesubwavelengthoptic