Wavelength selective mirror using resonant reflection in a two-dimensional photonic crystal

利用二维光子晶体中的谐振反射的波长选择镜

基本信息

  • 批准号:
    13650042
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.98万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We proposed a new structure of guided-mode resonant grating (GMRG) filters with low sideband reflectance. This GMRG filter consists of a high-index thin film on an antireflective structured surface called "moth-eye structure". Since the high-index film undulates along the surface structure, the film acts as a modulated optical waveguide. An incident light wave satisfying a resonant condition is reflected by the GMRG filter, and nonresonant light waves pass through the filter. This GMRG filter is valid for reducing reflection of nonresonant light waves in a wide spectral range.The resonant reflection of this new filter was investigated by numerical calculation based on an electromagnetic grating analysis. In the case of a triangular antireflective surface structure whose thickness is 2x greater than its period, the sideband reflectance for nonresonant light waves was lower than 0.5% for TM-polarized light in a wade range of wavelength.We also fabricated a GMRG filter on an antireflective surface structure. A base substrate was a triangular surface structure of fused silica with a period of 333 nm and a height of 〜700 nm. TiO_2 thin film of 100 nm thick was spattered on the moth-eye surface. The refractive indices of the fused silica substrate and the TiO_2 thin film are 1.47 and 2.3. This GMRG filter occurs a resonant reflection at wavelength of 680 nrn with FWHM (full-wide at half maximum) of 0.7 nm. However, the sideband reflectance was lower than 4%.
提出了一种具有低边带反射率的导模谐振光栅滤波器的新结构。该GMRG滤光片由一个高折射率薄膜组成,该薄膜位于被称为“蛾眼结构”的抗反射结构表面上。由于高折射率膜沿着表面结构起伏,因此该膜充当调制光波导。满足共振条件的入射光波被GMRG滤波器反射,并且非共振光波通过滤波器。该滤波器能有效地抑制宽光谱范围内的非共振光波的反射,基于电磁光栅理论,通过数值计算研究了该滤波器的共振反射特性。在厚度为周期2倍的三角形抗反射表面结构的情况下,在宽波长范围内,对TM偏振光的非共振光波的边带反射率低于0.5%,我们还在抗反射表面结构上制作了GMRG滤波器。基础衬底是具有333 nm的周期和10700 nm的高度的熔融石英的三角形表面结构。在蛾眼表面溅射100 nm厚的TiO_2薄膜。熔融石英衬底和TiO_2薄膜的折射率分别为1.47和2.3。该GMRG滤波器在680 nm波长处发生共振反射,半高宽(FWHM)为0.7 nm。然而,边带反射率低于4%。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Kikuta, H.Toyota, W.Yu: "Optical Elements with Subwavelength Structured Surfaces"Optical Review. Vol.10, No.2. 63-73 (2003)
H.Kikuta、H.Toyota、W.Yu:“具有亚波长结构化表面的光学元件”光学评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J. Nishii, K. Kintaka, Y. Kawamoto, A. Mizutani, and H. Kikuta: "Two Dimensional Antireflection Microstructure on silica glass"Journal of the Ceramic Society of Japan. Vol.111, No.1. 24-27 (2003)
J. Nishii、K. Kintaka、Y. Kawamoto、A. Mizutani 和 H. Kikuta:“石英玻璃上的二维抗反射微结构”日本陶瓷学会杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A.Mizutani, H.Kikuta, K.Iwata, H.Toyota: "Guided-mode resonant grating filter with an antireflection structured surface"Journal of Optical Society of America, A. Vol.19, No.7. 1346-1351 (2002)
A.Mizutani、H.Kikuta、K.Iwata、H.Toyota:“具有抗反射结构化表面的导模谐振光栅滤波器”美国光学学会杂志,A.第 19 卷,第 7 期。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H.Kikuta, H.Toyota, W.Yu: "Optical Elements with Subwavelength Structured Surfaces"Optical Review. Vol.10,No.2. 63-73 (2003)
H.Kikuta、H.Toyota、W.Yu:“具有亚波长结构化表面的光学元件”光学评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
J.Nishii, K.Kintaka, Y.Kawamoto, A.Mizutani, H.Kikuta: "Two Dimensional Antireflection Microstructure on silica glass"J.of the Ceramic Society of Japan. Vol.111,No.1. 24-27 (2003)
J.Nishii、K.Kintaka、Y.Kawamoto、A.Mizutani、H.Kikuta:“石英玻璃上的二维抗反射微结构”日本陶瓷学会 J.。
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Highly-dispersive micro prismwith a metal-and-dielectric layered media
具有金属和介电层状介质的高色散微棱镜
  • 批准号:
    22360031
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 1.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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金属介电亚波长结构高色散光学棱镜的设计与制造
  • 批准号:
    19560036
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 1.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    15360033
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 1.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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使用力平衡技术的原子力光谱
  • 批准号:
    09650066
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 1.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Development of an atomic force microscope operating in DC non-contact mode
开发以直流非接触模式运行的原子力显微镜
  • 批准号:
    07650066
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 1.98万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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