光学学报
光學學報
광학학보
ACTA OPTICA SINICA
2004年
10期
1381-1387
,共7页
光学器件%阶梯型纳米孔径%时域有限差分方法%近场光学%纳米孔径激光器
光學器件%階梯型納米孔徑%時域有限差分方法%近場光學%納米孔徑激光器
광학기건%계제형납미공경%시역유한차분방법%근장광학%납미공경격광기
提出一种高分辨力与高通光效率兼备的阶梯型纳米孔径设计方法,孔径的尺寸从膜层的入射表面向出射表面呈阶梯型逐渐减小,直到在膜层的出射表面形成一个亚波长的小孔.采用三维时域有限差分(FDTD)方法对方形阶梯型纳米孔径及三角形阶梯型纳米孔径进行了数值模拟计算.结果表明,由于近场光学很强的局域场增强效应,其通光效率与输出光强极大值在具有相同近场光斑尺寸情况下,较普通的非阶梯型纳米孔径提高了两个数量级,甚至更高,有效地提高了输出光功率.采用四台阶三角形阶梯型纳米孔径,当光斑半峰全宽为97 nm×74 nm时,出射光强极大值达到1049.76,较入射光增强了1000倍,而通光效率大于1,达到1.67.这种阶梯型纳米孔径可以直接作为纳米孔径激光器的出射孔径提高其输出光功率,也可以作为独立的光学屏对入射光进行整形得到具有高输出功率的亚波长尺度光源,在纳米尺度光学成像、光谱探测、数据存储、光刻、光学操作等近场光学应用领域具有潜在的应用前景.
提齣一種高分辨力與高通光效率兼備的階梯型納米孔徑設計方法,孔徑的呎吋從膜層的入射錶麵嚮齣射錶麵呈階梯型逐漸減小,直到在膜層的齣射錶麵形成一箇亞波長的小孔.採用三維時域有限差分(FDTD)方法對方形階梯型納米孔徑及三角形階梯型納米孔徑進行瞭數值模擬計算.結果錶明,由于近場光學很彊的跼域場增彊效應,其通光效率與輸齣光彊極大值在具有相同近場光斑呎吋情況下,較普通的非階梯型納米孔徑提高瞭兩箇數量級,甚至更高,有效地提高瞭輸齣光功率.採用四檯階三角形階梯型納米孔徑,噹光斑半峰全寬為97 nm×74 nm時,齣射光彊極大值達到1049.76,較入射光增彊瞭1000倍,而通光效率大于1,達到1.67.這種階梯型納米孔徑可以直接作為納米孔徑激光器的齣射孔徑提高其輸齣光功率,也可以作為獨立的光學屏對入射光進行整形得到具有高輸齣功率的亞波長呎度光源,在納米呎度光學成像、光譜探測、數據存儲、光刻、光學操作等近場光學應用領域具有潛在的應用前景.
제출일충고분변력여고통광효솔겸비적계제형납미공경설계방법,공경적척촌종막층적입사표면향출사표면정계제형축점감소,직도재막층적출사표면형성일개아파장적소공.채용삼유시역유한차분(FDTD)방법대방형계제형납미공경급삼각형계제형납미공경진행료수치모의계산.결과표명,유우근장광학흔강적국역장증강효응,기통광효솔여수출광강겁대치재구유상동근장광반척촌정황하,교보통적비계제형납미공경제고료량개수량급,심지경고,유효지제고료수출광공솔.채용사태계삼각형계제형납미공경,당광반반봉전관위97 nm×74 nm시,출사광강겁대치체도1049.76,교입사광증강료1000배,이통광효솔대우1,체도1.67.저충계제형납미공경가이직접작위납미공경격광기적출사공경제고기수출광공솔,야가이작위독립적광학병대입사광진행정형득도구유고수출공솔적아파장척도광원,재납미척도광학성상、광보탐측、수거존저、광각、광학조작등근장광학응용영역구유잠재적응용전경.
