径向偏振反射腔镜设计与实验：基于Matlab的T矩阵算法

"这篇论文主要研究了径向偏振激光反射腔镜的设计、模拟与实际应用，采用耦合波理论中的T矩阵算法，利用Matlab编程实现了多层复合结构光栅的计算，通过微纳加工技术制造了反射腔镜样品，并在Nd:YAG激光器系统中得到了验证。" 在光学领域，径向偏振光因其独特的偏振性质，如增强的聚焦能力和对某些特定应用的优化效果，近年来受到了科研人员的广泛关注。这篇2014年的论文由唐新春等人撰写，主题是径向偏振激光反射腔镜的研究。作者运用了耦合波理论中的T矩阵算法，这是一个常用于计算多层光子结构反射、透射特性的数学方法。他们编写了基于Matlab的程序，以模拟多层复合结构光栅的光学特性。 论文中提到的光栅结构是一种顶部刻蚀的多层复合设计，如图3所示，包括俯视图和截面图。通过调整模型参数，比如光栅周期、槽深和占空比，可以改变光栅的反射特性。图4展示了光栅周期对TE（电场垂直于入射面）偏振光反射率的影响。当周期增大时，TE偏振反射率曲线的峰值位置会移动，而凹点则下移，这表明光栅周期对光的反射行为有显著影响。 此外，图5探讨了槽深对TE偏振反射率曲线的影响。随着槽深的增加，TE偏振反射率的最低点逐渐降低，而TM（磁场垂直于入射面）偏振的反射率则整体略有下降。这表明槽深的选择对于平衡TE和TM偏振的反射性能至关重要。 论文的实际应用部分，作者通过微纳加工技术制造了一种光栅周期为1000 nm、槽深为70 nm、占空比为0.5、由35层Ti2O5/SiO2交替镀膜组成的反射腔镜样品。将这个反射镜应用于自行搭建的Nd:YAG激光器系统中，实验结果显示，激光器产生了12.6 W的输出功率，且偏振纯度达到了96%，证实了该径向偏振反射腔镜设计的有效性。 这篇论文详尽地探讨了如何利用T矩阵算法进行多层光栅结构设计，并通过实验验证了设计的反射腔镜在径向偏振激光中的应用潜力，对于理解和优化光栅结构在激光技术中的作用具有重要意义。