光学微纳结构红外隐身技术研究进展(特邀)

随着红外探测技术手段的多样化发展,红外隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身技术面临着多途径目标探测和多功能兼容的严峻挑战,因此研究光学微纳结构红外隐身技术有着十分重要的意义。基于局域共振机制的亚波长尺度的光学微纳结构,极大地丰富了人们对光的传输行为的调控。在红外隐身技术领域,光学微纳结构可以针对红外辐射特性进行材料和结构的精细化设计,从而满足理想红外隐身发射光谱的需求,为发展更加多光谱、多功能、自适应的红外隐身技术提供全新的解决方案。文中围绕红外隐身技术的相关研究,首先介绍了多层薄膜吸收体、金属表面等离子激元、基于相变材料薄膜可调吸收体、智能化设计光学微纳结构实现光谱响应的基本原理,在此基础上,重点回顾了近年来基于光学微纳结构的红外隐身技术新特点,包括多光谱红外隐身技术、多功能红外隐身技术、自适应红外隐身技术的发展现状。最后,梳理了光学微纳结构红外隐身技术所存在的不足及面临的困难并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

片上光互连器件的智能化设计研究进展

光互连技术相比于电互连等传统通信技术具有带宽大、能耗低、抗干扰等系列优势,正在逐渐成为短距离、甚短距离数据终端间通信的重要手段和发展趋势.基于绝缘体上硅的片上光互连技术作为光互连在芯片尺度上的实现,在一系列复用技术的支持下得到了非常广泛的应用.智能设计方法具有原理直观、设计自由度高、材料兼容性好等优点.随着智能设计方法在片上光互连器件设计活动中的广泛应用,目前片上光互连器件逐渐呈现出超紧凑化、可调控化、系统集成化等重要发展趋势.本文首先归纳了几种目前最常用的片上光互连器件的智能设计方法,然后详细分析了智能化设计的片上光互连器件的几个重大研究进展与趋势,最后对未来智能化设计的片上光互连器件的发展进行了展望.

电介质/金属/电介质膜系实现可见光波段高透兼容激光隐身研究

各类光电设备的光学窗口中普遍存在的“猫眼效应”是激光主动探测系统的主要依据,这对军事装备和单兵作战人员构成了极大的威胁.然而,在保证高可见光透过率的条件下,针对激光主动探测的狙击隐身方案仍然有待商榷.本文利用遗传算法对超表面减反射膜进行逆向设计,用Si_(3)N_(4)和Ag组成三层减反增透膜,并在其顶层增加长方形阵列的微纳结构金属形成波长选择性吸收器,以实现激光波长低反射高吸收的效果.将器件设计与遗传算法相互结合,通过算法优化得出最符合器件目标性能的参数组合,达到了可见光平均透过率88%,最大透过峰值94%,1550 nm激光波长反射率10%,吸收率80%的效果.本文设计的超表面减反射膜不需要增加额外装置且成像质量得以保证,同时能有效减小激光的回波能量,从而高质量地实现可见光透过与激光隐身的兼容,为反猫眼探测的作战策略提供了一种行之有效的设计思路.

逆向设计的硅基片上功率分束器

硅基片上功率分束器是光子集成电路的重要组成,具有广泛的应用,比如反馈电路、抽头功率监测和光学量化等。纳米光子器件的设计方法大致可以分为正向设计方法和逆向设计方法。本文概述了正向设计方法和逆向设计方法的区别与联系,并且对逆向设计算法进行了归纳分类,此外,总结了近年来具有代表性的逆向设计的硅基片上功率分束器,包括多通道功率分束器、任意分束比功率分束器、多模式功率分束器、宽带功率分束器和多功能功率分束器,最后对逆向设计算法以及逆向设计的功率分束器的发展趋势进行了总结与展望。