严格耦合波分析法论文-芦兴,陈树强,梁万国,陈怀熹

严格耦合波分析法论文-芦兴,陈树强,梁万国,陈怀熹

导读:本文包含了严格耦合波分析法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:光栅,严格耦合波分析法,衍射,周期性极化的铌酸锂晶体

严格耦合波分析法论文文献综述

芦兴,陈树强,梁万国,陈怀熹[1](2016)在《用严格耦合波分析法测试周期极化LiNbO_3晶体畴结构》一文中研究指出为了无损表征周期性极化晶体的畴结构,用严格耦合波分析法分析了周期性极化铌酸锂晶体的周期和占空比.以波长为532nm,功率为20mW的连续激光器为光源,TE偏振光垂直入射周期性极化的铌酸锂晶体表面,同时对晶体施加电压以改变其正负畴间的折射率差,通过光电探测器检测各衍射级的衍射效率.使用最小二乘法将光电探测器记录的实验数据与严格耦合波分析模拟的结果进行优化拟合,反演出晶体的周期和占空比.测试结果表明,该方法能准确地测试周期性极化铌酸锂晶体的周期和占空比,其周期的测试准确度为0.05μm,占空比的测试准确度为0.05.比布喇格衍射公式计算的晶体周期准确度提高一个数量级.(本文来源于《光子学报》期刊2016年06期)

张瑞[2](2014)在《基于严格耦合波分析法对硅基薄膜太阳能电池光学设计的研究》一文中研究指出本文以薄膜太阳能电池的光学设计为主要的研究内容,以严格耦合波理论为分析方法,采用具有衍射特性的光栅和陷光特性的光子晶体的太阳能电池结构,延长了太阳能电池的光学路径,增加了太阳能电池光吸收。本文主要内容为:本文设计了一种矩形衍射光栅,采用的材料是导电材料氧化锡铟(ITO),其结构参数采用严格耦合波方法(RCWA)进行优化。随着不同的占空比和槽深度的衍射效率分别在TM偏振和TE偏振下的情况进行模拟,结果发现TE偏振下的衍射效率优于TM偏振下的衍射效率,因此本文对光栅结构的衍射属性的讨论选择TE模的情况。优化后的矩形ITO衍射光栅在TE偏振下,波长为0.6155~0.63um的范围内,入射角度在27-310范围内,其衍射效率均可达到90%以上。设计了一种异型布拉格背反射器(IDBR)结构的多晶硅薄膜太阳能电池,通过平面波展开法(PWM)和RCWA对背反射器的能带和电池结构的光吸收分别进行了分析讨论。结果表明:在TM偏振下,400-700nm波长范围内优化后的电池结构的光吸收平均在90%左右;在TE偏振下,优化后的电池在400-700nm波长范围内的光吸收也比较高。太阳能电池中采用该异型布拉格结构的背反射器可以拓宽太阳电池对太阳光的反射波段,可以增加光吸收,可以提高太阳电池俘光能力。设计了一种新型嵌套叁角光栅结构的非晶硅薄膜太阳能电池,利用严格耦合波方法分别对太阳能电池的ITO层、a_Si层、ZnO层、Ag层进行了优化设计,并计算了结构优化后太阳能电池的光吸收。计算结果表明:太阳能电池结构优化后的ITO增透膜与同等厚度平坦的ITO增透膜相比较,吸收率平均提高了25%左右。采用具有周期性光栅结构的太阳能电池,太阳能电池的吸收率被提高了,尤其是在0.6-0.84μm的长波段,吸收率的增强在21.15-48.13%。此外,在0.3-0.84μm的宽频全角范围内,优化后的太阳能电池的吸收率均在90%左右;在入射波长分别为0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7pm,入射角为0-70。范围内,该结构的太阳能电池有接近1的高吸收率。(本文来源于《宁夏大学》期刊2014-03-01)

方兴[3](2012)在《基于严格耦合波分析的一维微尺度光栅结构辐射特性研究》一文中研究指出随着微纳米技术的设计、加工水平不断提高,光栅不仅成为了一种广泛应用于光学领域的重要分光元件,而且因其良好的波长选择性,作为一类辐射特性调控元件,开始使用在太阳能电池、能量转换设备、表面热控制等领域。微纳米尺度微结构表面的辐射特性,一般可以通过求解空间电磁场麦克斯韦方程组得到。严格耦合波分析(RCWA)是一种特别适用于周期性结构电磁场求解的算法,并已成熟地应用在光栅结构的电磁特性的研究中。因此,在文中详细介绍了RCWA的发展历史和算法原理,将其作为研究光栅结构辐射特性的主要技术工具。光栅结构的特异吸收、透射特性的产生物理机制,可以归结为表面等离子极化(SPP)、表面声子极化(SPhP)和局域磁极化(MP)。采用严格耦合波分析法,本文研究了光栅结构的波长选择性机理。对用于光栅结构吸收峰值预测的等效电容电感(LC)电路模型,进行了分析和改进。研究了穿透深度色散、电荷分布系数取值对等效LC电路模型的影响,并把等效LC电路模型推广到MPn(n>1)峰值的预测上。微结构光栅一般贴附在基底薄膜上,考虑薄膜加工、安装精度会导致光栅基底的周期性褶皱,将硅质光栅用多层模型近似,对其褶皱的影响进行了分析和研究。研究结果表明,不同类型的周期性褶皱结构尺寸的变化,产生辐射特性的变化规律是不同的。硅质光栅基底的一定角度的弯曲,可以作为一种微调手段调控光栅结构的辐射特性。最后,利用多层光栅模型对大闪蝶翅膀结构进行了建模,分析了模型各参数的变化对结构色的改变的影响。结果显示,纵向尺寸对辐射特性的影响,要明显大于横向尺寸,这证实了很多文献借助简单的多层模型和光子晶体模型研究大闪蝶成色的合理性。观察到大闪蝶翅膀的颜色,会随角度和环境折射系数发生变化;对仿大闪蝶翅膀微结构的光栅模型进行了数值模拟,结果很好地解释了这种现象。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2012-07-01)

马园[4](2012)在《严格耦合波分析建模算法及其在光学散射测量中的应用研究》一文中研究指出目前,由于光学散射测量具有快速、无接触、非破坏、低成本等特点,在纳米制造的在线测量中得到了广泛的应用。光学散射测量由两个关键技术支撑,即正向光学特性建模和反向几何参数提取。在诸多正向光学特性建模方法中,严格耦合波分析理论因其建模精度高、适用对象广,普遍应用于周期性纳米结构的光学特性建模中。本文阐述了基于严格耦合波分析的建模理论与方法,实现了基于严格耦合波分析的光学特性建模计算,评估了该算法性能,并提出了一种估计收敛级次以实现快速建模的方法,最后研究了其在光学散射测量中的应用。分别针对一维周期结构和二维周期结构,简要阐述了严格耦合波分析理论的原理,在此基础上建立了基于严格耦合波分析的光学特性计算模型,并推导实现了相应建模算法。为验证该算法的精确度,与商用建模软件比较,对于一维和二维周期结构的求解精度分别达到了10-7和10-3量级。通过仿真分析,评估了基于严格耦合波分析的正向建模求解算法的稳定性、收敛性、计算精度和计算效率。针对一维矩形光栅收敛级次和结构参数、光学参数进行了大量仿真分析,发现了收敛级次与光栅周期的近似线性关系和随入射波长的变化规律。通过进一步仿真分析发现收敛级次随波长-周期比的变化规律,实现了预估未知结构的收敛级次,并取得了较为满意的结果。建立了基于严格耦合波分析的纳米结构反射光谱、椭偏光谱和穆勒偏振光谱计算模型,并通过改变结构参数和套刻误差定性分析了基于反射光谱测量、椭偏光谱测量和穆勒偏振光谱测量的灵敏度。通过仿真分析,发现穆勒偏振光谱测量方法通过改变方位角,可获取待测结构更为丰富的光谱信息,且对套刻误差方向性敏感,因而可实现更为灵敏的纳米测量。本学位论文开展的研究,将有助于纳米结构基于散射光谱测量法中快速、精确光学特性建模计算。(本文来源于《华中科技大学》期刊2012-01-01)

高洁[5](2009)在《二维亚波长光栅严格耦合波分析理论的研究》一文中研究指出研究了二维亚波长光栅的严格耦合波分析(RCWA)理论,并分析了其数值稳定性。针对耦合波理论数值计算中出现数值溢出的可能性提出了一种提高数值稳定性的方法,并给出了数值稳定性(能量守恒与数值收敛)的验证,结果表明,能量守恒与数值收敛被很好地满足。(本文来源于《牡丹江教育学院学报》期刊2009年06期)

孔伟金,云茂金,单福凯,范正修,邵建达[6](2009)在《多层介质膜光栅用高反射镜的严格耦合波分析(英文)》一文中研究指出基于严格耦合波和增强透射矩阵的方法,提出了一种数值稳定的求解多层介质膜光学特性的机理模型.利用该模型计算了多层介质膜光栅用高反射镜的优化设计膜系.使用电子束热蒸发方式制备的多层介质膜光谱特性和理论设计的结果符合得很好,该严格耦合波模型是分析介质膜光学特性有效的稳定的数值求解方法.(本文来源于《光子学报》期刊2009年06期)

刘佳[7](2008)在《光刻仿真中二维掩模近场的扩展傅立叶分析和严格耦合波分析》一文中研究指出现代光刻中为了提高系统的分辨率,采用了各种分辨率增强技术:移相掩模技术、离轴照明、光学临近效应校正等。这些技术必然带来数值孔径的提高、光刻关键尺寸的减小、掩模厚度的增加等效果。此时,不能再用常规的标量衍射理论分析掩模的近场,必须采用改进的标量衍射理论或者严格的电磁场方法来分析入射光经过掩模后的近场。本文采用扩展傅立叶衍射理论和严格耦合波理论两种方法来分析入射光透过掩模后的近场分布和衍射效率。本文前面针对交替式相移掩模,提出了一种考虑阴影效应的近似模型。该方法是傅里叶衍射理论的扩展,是一种依赖于入射角的函数。并对提出的近似模型的衍射效率以及干涉场光强分布进行了仿真。之后又应用严格耦合波理论来分析入射光经过掩模后的近场。严格耦合波方法是通过求解Maxwell方程来求得近场的,推导过程没有用到任何近似,所以是一种严格的方法。本文中考虑掩模在y方向是无限大的,所以掩模的模型是二维的,节省了计算时间。分别计算了TE偏振和TM偏振时二元掩模和衰减式相移掩模的衍射效率随掩模周期和入射角的变化;偏振度随掩模周期的变化。这些是标量衍射理论都不能得到的。并将得到的结果与扩展傅立叶衍射理论进行比较,得到标量的衍射理论跟严格耦合波理论不一致,说明了标量理论在掩模尺寸与波长相当时就不能用标量衍射理论来模拟入射光经过掩模后的近场。(本文来源于《兰州大学》期刊2008-04-01)

姜永远,周忠祥,侯春风,李焱,孙秀冬[8](2000)在《光折变各向异性自衍射动态特性的严格耦合波分析》一文中研究指出利用严格耦合波衍射理论分析光折变相位光栅各向异性自衍射的动态特性 ,并以Ce:KNSBN晶体进行了实验验证 .(本文来源于《光子学报》期刊2000年09期)

姜永远,侯春风,李焱,周忠祥[9](2000)在《光折变相位栅衍射动态特性的严格耦合波分析》一文中研究指出利用严格耦合波衍射理论分析了光折变体相位光栅的衍射问题 ,给出了光折变二波耦合动态特性的严格耦合波分析及其对入射光束夹角和初始入射光强比的依赖关系 .实验上对掺铜 KNSBN晶体二波耦合的动态特性进行了测量 ,实验结果和数值模拟符合得很好(本文来源于《光子学报》期刊2000年03期)

严格耦合波分析法论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文以薄膜太阳能电池的光学设计为主要的研究内容,以严格耦合波理论为分析方法,采用具有衍射特性的光栅和陷光特性的光子晶体的太阳能电池结构,延长了太阳能电池的光学路径,增加了太阳能电池光吸收。本文主要内容为:本文设计了一种矩形衍射光栅,采用的材料是导电材料氧化锡铟(ITO),其结构参数采用严格耦合波方法(RCWA)进行优化。随着不同的占空比和槽深度的衍射效率分别在TM偏振和TE偏振下的情况进行模拟,结果发现TE偏振下的衍射效率优于TM偏振下的衍射效率,因此本文对光栅结构的衍射属性的讨论选择TE模的情况。优化后的矩形ITO衍射光栅在TE偏振下,波长为0.6155~0.63um的范围内,入射角度在27-310范围内,其衍射效率均可达到90%以上。设计了一种异型布拉格背反射器(IDBR)结构的多晶硅薄膜太阳能电池,通过平面波展开法(PWM)和RCWA对背反射器的能带和电池结构的光吸收分别进行了分析讨论。结果表明:在TM偏振下,400-700nm波长范围内优化后的电池结构的光吸收平均在90%左右;在TE偏振下,优化后的电池在400-700nm波长范围内的光吸收也比较高。太阳能电池中采用该异型布拉格结构的背反射器可以拓宽太阳电池对太阳光的反射波段,可以增加光吸收,可以提高太阳电池俘光能力。设计了一种新型嵌套叁角光栅结构的非晶硅薄膜太阳能电池,利用严格耦合波方法分别对太阳能电池的ITO层、a_Si层、ZnO层、Ag层进行了优化设计,并计算了结构优化后太阳能电池的光吸收。计算结果表明:太阳能电池结构优化后的ITO增透膜与同等厚度平坦的ITO增透膜相比较,吸收率平均提高了25%左右。采用具有周期性光栅结构的太阳能电池,太阳能电池的吸收率被提高了,尤其是在0.6-0.84μm的长波段,吸收率的增强在21.15-48.13%。此外,在0.3-0.84μm的宽频全角范围内,优化后的太阳能电池的吸收率均在90%左右;在入射波长分别为0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7pm,入射角为0-70。范围内,该结构的太阳能电池有接近1的高吸收率。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

严格耦合波分析法论文参考文献

[1].芦兴,陈树强,梁万国,陈怀熹.用严格耦合波分析法测试周期极化LiNbO_3晶体畴结构[J].光子学报.2016

[2].张瑞.基于严格耦合波分析法对硅基薄膜太阳能电池光学设计的研究[D].宁夏大学.2014

[3].方兴.基于严格耦合波分析的一维微尺度光栅结构辐射特性研究[D].哈尔滨工业大学.2012

[4].马园.严格耦合波分析建模算法及其在光学散射测量中的应用研究[D].华中科技大学.2012

[5].高洁.二维亚波长光栅严格耦合波分析理论的研究[J].牡丹江教育学院学报.2009

[6].孔伟金,云茂金,单福凯,范正修,邵建达.多层介质膜光栅用高反射镜的严格耦合波分析(英文)[J].光子学报.2009

[7].刘佳.光刻仿真中二维掩模近场的扩展傅立叶分析和严格耦合波分析[D].兰州大学.2008

[8].姜永远,周忠祥,侯春风,李焱,孙秀冬.光折变各向异性自衍射动态特性的严格耦合波分析[J].光子学报.2000

[9].姜永远,侯春风,李焱,周忠祥.光折变相位栅衍射动态特性的严格耦合波分析[J].光子学报.2000

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