1、本論文主要以亞波長光柵為研究對(duì)象,分析了其衍射特性及其應(yīng)用。亞波長光柵的光柵周期遠(yuǎn)小于入射光波長,只存在零級(jí)衍射波,高階衍射波均為消逝波,因此利用亞波長光柵這種獨(dú)特的衍射特性可以實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)光學(xué)器件無法實(shí)現(xiàn)的特殊功能。
　　文中,我們提出了一種結(jié)構(gòu)新穎的亞波長光柵—亞波長高折射率對(duì)比度光柵(High Refractive index Contrast Grating,簡稱:HRCG)。通過對(duì)HRCG結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化,我們將其設(shè)計(jì)為偏

2、振分束器,四分之一波片,寬帶濾波器和空芯波導(dǎo)。本論文的主要研究工作總結(jié)如下:
　　(1)簡單介紹了亞波長光柵的衍射特性,并舉例說明近年來亞波長光柵的主要應(yīng)用。
　　(2)介紹了光柵的理論研究方法,同時(shí)指出亞波長光柵需要采用矢量衍射理論進(jìn)行分析。由于本論文主要采用嚴(yán)格耦合波理論和等效介質(zhì)理論對(duì)亞波長光柵進(jìn)行設(shè)計(jì),因此我們詳細(xì)闡述了這兩種理論的求解原理。
　　(3)提出了亞波長高折射率對(duì)比度光柵,并采用嚴(yán)格耦合波理論分析了

3、它的衍射級(jí)次。通過結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,我們將其設(shè)計(jì)為偏振分束器。這種偏振分束器在入射光波長為1550nm時(shí),對(duì)于TE和TM偏振光同時(shí)具有極高的消光比,分別為25583.1和112896.8。
　　(4)介紹了亞波長光柵等效介質(zhì)理論的二階近似,并利用這個(gè)理論將HRCG設(shè)計(jì)為四分之一波片。這種四分之一波片在入射光波長為1350～1750nm范圍內(nèi),對(duì)于TE和TM偏振光具有良好的相位延遲特性。
　　(5)引入多層HRCG結(jié)構(gòu),并將其設(shè)計(jì)

4、為寬帶濾波器。指出多層HRCG結(jié)構(gòu)寬帶濾波器的衍射場受多層薄膜結(jié)構(gòu)的干涉效應(yīng)影響,我們可以利用這種特性來設(shè)計(jì)和改善此濾波器的濾波性能。我們討論了HRCG層數(shù)和HRCG光柵折射率對(duì)于寬帶濾波器濾波性能的影響,并設(shè)計(jì)出了中心波長為1550nm,反射譜線寬為843nm的多層HRCG結(jié)構(gòu)寬帶濾波器。
　　(6)介紹了空芯波導(dǎo)的發(fā)展?fàn)顩r,并且指出損耗較大是目前所有空芯波導(dǎo)的共同缺點(diǎn)。由于HRCG具有極高的反射率和較寬的反射譜,因此我們可以將