Sun-flower型渐变光子晶体自聚焦透镜

大多数渐变光子晶体渐变透镜都是以正方晶格或三角晶格排布为基础,并且多选择硅或二氧化硅等高折射率材料,研究的波段多为红外波段。随着可见光通信技术的发展,在可见光波段研究低折射率材料的自聚焦透镜变得很有意义。为了迎合这种需求,提出了Sun-flower型渐变光子晶体自聚焦透镜。首先,通过比较TE和TM两种偏振模式Sun-flower渐变光子晶体朗伯透镜在可见光波段的会聚强度,发现TM型的会聚效果远远优于TE型。然后,以TM型Sun-flower渐变光子晶体为基础设计圆柱形自聚焦平板透镜,通过光场传输的模拟计算给出平板透镜在可见光波段自聚焦的拍长,进一步优化平板透镜会聚光强设计透镜的层数,结果表明在层数为22时效果最佳。最后,讨论了列数的减少对平板透镜的影响,结果表明随着列数的减少光强减弱。这对于制作出高性能会聚效果、短焦距、小体积的光学集成器件有重要的指导意义。

VLC系统中双面锯齿菲涅尔接收透镜的研究

为了减小可见光通信接收系统的尺寸、提高聚光效率,依据传统的可见光接收天线——单面为锯齿的菲涅尔透镜,设计了一种新型的接收天线——双面均为锯齿的新型透镜。给出了设计方法和模拟结果,并将其与传统菲涅尔透镜的聚光率、F数等进行对比分析。

利用双参数六角棱镜干涉法设计渐变光子晶体透镜阵列

设计了一个无顶六角棱镜,该棱镜的六个侧面分为3+3两组,每组与棱镜底面夹角不同。扩束后的平面波经棱镜六个侧面折射后产生干涉光场图案,干涉图案对应双周期渐变光子晶体超晶格结构,利用光敏介质记录该结构即可得到渐变光子晶体透镜阵列。通过调整棱镜两组侧面与底面夹角、两组光束的振幅对比度等参量,可以设计阵列周期、渐变梯度、中心与边缘折射率差不同的透镜及阵列结构。本研究可为渐变透镜在光互联、光集成、光耦合、显示及成像方面的应用提供新思路。

双周期渐变光子晶体结构及其纳米聚焦效应

利用3+3光束双锥干涉法设计了双周期渐变光子晶体结构阵列,并研究了它的纳米聚焦效应。通过调整内锥角和内外锥的增量角来改变光子晶体晶格的小周期及光子阵列的大周期,通过调整光束强度、偏振方向来实现渐变光子晶体晶格结构、形状等参数的改变。采用傅里叶变换的方法研究了光子晶体结构对光场的纳米聚焦效应。该结构对于提高发光二极管的提取效率、光显示、光耦合及光集成具有非常重要的意义。