微纳光子结构的制备及其光谱特性研究

 微纳光子结构是指内部微观周期在微纳尺寸,能够对光的产生、传输、调控、传感和探测具有特定作用的结构。由于具有新颖的结构特征和光学性能,随着光子学、半导体物理学及微加工技术的快速发展,微纳光子结构的制备及其性质研究成为光学和材料学领域的研究热点之一。本论文围绕微纳光子结构的制备和应用展开研究,利用激光全息非对称多光束干涉,获得了形貌各异、尺寸可控、不同介质的二维周期结构;利用金属溅射沉积和高温热处理技术,制作了不同粒径分布、结构单元和光谱响应特征的Au纳米颗粒;通过在Au纳米颗粒表面涂覆染料掺杂的聚合物膜层,获得了光泵浦下的激射现象。论文内容主要包括下述四个方面:一、基于多光束干涉理论,定性和定量的分析了光束偏振、光强对干涉的影响。偏振的变化改变了光波电场振幅矢量,从而改变了空间光场强度分布。光强的变化直接影响空间干涉场强度的分布,增大光束光强会提高干涉结构介质的占空比。实验研究中可以通过调节光束功率和曝光时间来控制光强大小,从而获得不同介质填充比的光子结构。二、从理论和实验上研究了非对称光束干涉技术制备二维微纳光子结构,分析了光束构型和偏振组合对结构形貌的影响。利用非对称4束光和5束光在不同偏振条件下干涉获得了结构单元不同、形貌各异、具有手性对称性的二维六角点阵结构。利用CHP-C正性感光胶