径向偏振反射腔镜设计与实验:基于Matlab的T矩阵算法
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更新于2024-08-12
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"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。
2021-02-10 上传
2021-02-08 上传
2021-02-24 上传
2021-03-17 上传
2021-02-12 上传
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2021-02-13 上传
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