亚波长纳米金属光栅偏振聚光器设计

• 作者: 关乐 刘胜 崔岩 李世奇 王忠旭 褚金奎
• 来源期刊: 传感器与微系统
• 学科: 工学
• 关键词: 聚焦 偏振视觉 偏振器 纳米金属光栅 时域有限差分方法
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 设计与制造
• 页码范围: 70-74
• 页数: 5页
• 分类号: TN16|TP212
• 字数: 4161字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13873/J.1000-9787(2019)06-0070-05

摘要

为有效利用白天和夜晚的全天候偏振光信息,进一步拓展偏振光导航系统在微光环境下的应用,基于昆虫复眼的偏振视觉仿生原理,设计了一种亚波长光栅式平面金属聚光透镜结构,可以在保证偏振信息采集的同时实现微光环境中光的聚焦增强.基于表面等离子体激元光学理论,利用具有特定变化规律的变间距w和变高度d的纳米金属光栅阵列结构,设计了一种新型亚波长纳米金属光栅偏振聚光器.采用时域有限差分(FDTD)方法,对聚光器的结构参数进行了数值模拟,通过对聚光器光场分布的优化分析,给出了各参数对焦点位置和聚焦效果的影响规律,同时求解了TM光的透射率.其中最优结构的焦点位置位于偏振聚光器光出口2798 nm,光强值提高到了16倍.在450 nm的偏振光导航器敏感波段其透射率约为63％.提出的新型金属光栅偏振聚光器结构为未来微纳偏振导航器件的光学设计与集成制造提供了有效的参考.