激光全息光刻技术在微纳光子结构制备中的应用进展

微纳光子结构研究随着光子学、半导体物理学及微加工技术的发展而逐渐蓬勃开展,并在其结构、理论、制备技术等方面取得了系列进展。受限于目前的微加工技术水平,要成功制备大尺度、高质量的光子材料仍然存在着一定挑战。激光全息光刻技术作为一种简便快捷的微结构制作技术已经发展成为一种经济快速制作大面积微纳超材料及光子晶体模板的重要手段。介绍了激光全息光刻技术的原理,详细阐述了该技术在制作三维面心立方、木堆积结构、金刚石结构光子晶体以及光学周期类准晶、手性超材料、周期性缺陷结构等微纳光子结构中的应用研究进展。激光全息光刻技术成功制作微纳光子结构为光子材料在更多领域的广泛应用提供了基础和方法。

手性平面超材料的圆二色性理论模拟研究

通过CST Microwave Studio软件构建N型、и型(与N镜像对称)手性平面超材料和V型(对照参考)非手性平面超材料纳米光栅,通过模拟可见光波段圆偏振光入射手性、非手性平面超材料的反射率、透射率及其吸收,研究了手性平面超材料的手性特征,并理论计算了手性平面超材料的电流密度,加以极坐标图展示,形象表征了手性平面超材料的圆二色性.

双折射干涉法测量透射相位

根据双折射晶体中两特征偏振态的独立传播理论,研究了双折射晶体的透射相位。为说明这一方法,自主搭建偏光计,使用线偏振光在可见光波段实验测得了双折射干涉现象,并通过拟合透射震荡光谱的峰/谷求得两偏振态引入的透射相位。为再次证明实验方法的可靠性,根据琼斯矩阵理论计算了双折射晶体的透射相位,理论计算结果与实验测量结果相符合。双折射干涉法为偏振棱镜、相位延迟器等光学器件的设计与制备提供了参考。

准晶结构的激光全息人工制作

报道了用激光全息刻写技术结合感光聚合材料体系制作介观尺度二维准周期结构(准晶).并在前期工作的基础上,研究了不同曝光量对二维空气柱孔径的影响,不同偏振对准晶结构花样的影响.实验结果显示,可以制作的二维准晶的空气柱孔径可达100nm,而且结构均匀,无缺陷面积大.用此实验系统可以制作多种花样二维甚至是三维准晶结构.目前,除激光全息刻写技术外,用其他传统精密机械加工技术来人工制作介观准晶体尚存在很大挑战性.

缺陷模带隙一维光子晶体的简捷制备

提出一种制备具有缺陷模带隙光子晶体实验技术思路.采用激光全息光刻方法,以夹角不同两束干光对感光物质进行两次光刻曝光,在曝光重叠区域可获具有缺陷模带隙一维光子晶体.调节入射光角度可改变缺陷模位置.研究供了简捷制作缺陷模带隙光子晶体一种实验技术思路,对缺陷模低阈值激射具有应用研究价值.