1、衍射光學(xué)與微納電子學(xué)科的結(jié)合使衍射光學(xué)器件的理論研究方法越來越完善，加工制造技術(shù)不斷改進(jìn)使衍射器件的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。今后,衍射光學(xué)元件越來越向微納光電集成和亞波長結(jié)構(gòu)發(fā)展。亞波長光柵就是其中應(yīng)用最廣泛的器件之一。
　　亞波長光柵由于其光柵周期小于入射波長，只存在零級衍射波的特點(diǎn)使其計(jì)算模擬過程簡單且衍射效率高。由于這種特殊的衍射特性，亞波長光柵具有很多傳統(tǒng)光學(xué)器件無法實(shí)現(xiàn)的光學(xué)功能。利用亞波長光柵的衍射效率高，帶寬窄和對參數(shù)敏感

2、等特性可以設(shè)計(jì)窄帶濾波器。而亞波長光柵耦合器由于對結(jié)構(gòu)沒有特殊要求也具有廣泛的應(yīng)用。而近年來理論上證明了利用亞波長光柵也可以產(chǎn)生寬帶，反射率接近100％。產(chǎn)生寬帶的原理就是利用多個(gè)共振峰之間相互作用。
　　本文中利用嚴(yán)格耦合波分析法（RCWA）對一種堆疊結(jié)構(gòu)的亞波長光柵的衍射特性進(jìn)行模擬計(jì)算和分析，設(shè)計(jì)了在可見光波段具有寬帶的亞波長導(dǎo)模共振光柵反射器。主要工作如下：
　　1.簡單闡述了衍射光學(xué)的發(fā)展，介紹了衍射光柵的分類及其

3、應(yīng)用。
　　2.介紹了等效介質(zhì)理論并詳細(xì)分析了嚴(yán)格耦合波分析法（RCWA）的原理和推導(dǎo)過程。
　　3.使用嚴(yán)格耦合波分析法(RCWA)對 TiO2和 SiO2堆疊結(jié)構(gòu)光柵的不同參數(shù)如光柵周期，光柵占空比，不同層的厚度和角度等對共振特性的影響進(jìn)行分析。可以看出周期主要是對反射寬帶的位置影響較大，而占空比主要影響的是共振帶寬，SiO2的厚度對帶寬的影響不太明顯，TiO2層對光柵的影響較大。最后，用粒子群優(yōu)化算法對一層堆疊的光柵結(jié)

4、構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
　　4.在光柵堆疊結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立了一種在可見光波段具有寬譜反射特性的反射器，并對三種高折射率材料(TiO2、SiC和 Si)分別與 SiO2組成的堆疊光柵進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。TiO2和SiO2光柵在雙層結(jié)構(gòu)可達(dá)到50nm的反射帶寬，而三層堆疊結(jié)構(gòu)可達(dá)到100nm的反射帶寬。而SiC和SiO2光柵雙層和三層結(jié)構(gòu)都可以達(dá)到100nm以上的反射帶寬。Si和SiO2光柵則都可以實(shí)現(xiàn)150nm以上的帶寬。最后通過對比了三種光柵不同