DOI: 10.17586/1023-5086-2021-88-04-52-60

Металлизированные нанорешётки для поляризаторов с большим диапазоном углов падения

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Jimin Fang, Bo Wang Metal-coated nano-grating for polarizer under large deviation angle incidence (Металлизированные нанорешётки для поляризаторов с большим диапазоном углов падения) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 4. С. 52–60. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-04-52-60

Jimin Fang, Bo Wang Metal-coated nano-grating for polarizer under large deviation angle incidence (Металлизированные нанорешётки для поляризаторов с большим диапазоном углов падения) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 4. P. 52–60. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-04-52-60

Ссылка на англоязычную версию:

Jimin Fang and Bo Wang, "Metal-coated nano-grating for a polarizer under large deviation angle incidence," Journal of Optical Technology. 88(4), 202-208 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000202

Аннотация:

Предложены многослойные металлизированные нанорешётки, работающие на длине волны 1550 нм, обладающие высокими эффективностью и коэффициентом экстинкции. В отличие от ранее предложенных, данная структура может работать при угле падения 45°, что обеспечивает перпендикулярность проходящего и выходного пучков. Коэффициент экстинкции для отражения и пропускания достигает соответственно 49.15 дБ и 55.49 дБ. Для улучшения эксплуатационных характеристик структуры дополнительно введены металлизирующий слой и слой диэлектрика Ta2O5. Важной особенностью является та, что диапазон углов падения, при которых экстинкция разделения ортогональных компонент поляризации падающего излучения превышает 20 дБ, достигает величины 26.1° при соответствующих углах падения между 29.1−55.2°. Такие решётки могут быть с успехом применены в жидкокристаллических дисплеях, благодаря своим малым габаритам и отсутствию паразитных интерференционных эффектов.

Ключевые слова:

многослойные металлизированные решётки, поляризатор, большой диапазон углов падения

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке Научно-технической программы Гуанчжоу (202002030284, 202007010001).

Коды OCIS: 050.1380, 230.5440, 050.1950

Список источников:

1. Yoshino T. Theoretical analysis of a tilted fiber grating polarizer by the beam tracing approach // J. Opt. Soc. Am. B 2012. V. 29. P. 2478.
2. Zhou G., Tian W. Subwavelength nanostructured grating for generating visible radially and azimuthally polarized light // Optik. 2018. V. 172 P. 1104.
3. Zhang G., Wu X., Li S., Guang D., Liu W., Zuo C., Fang S., Yu B. Fiber optic birefringence enhanced accelerometer based on polarized modal interferometer // Opt. Commun. 2019. V. 442. P. 8.
4. Tong K., Guo J., Dang P., Wang M., Wang F., Zhang Y., Wang M. Surface plasmon resonance fiber optic biosensor-based graphene and photonic crystal // Mod. Phys. Lett. B. 2018. V. 32. P. 1850072.
5. Xu F., Zhu J., Fan S., Qi Y. Control of slow light in three- and four-level graphene nanostructures // Mod. Phys. Lett. B 2019. V. 33. P. 1950226.
6. Wang Y., Huang Q., Zhu W., Yang M. Simultaneous measurement of temperature and relative humidity based on FBG and FP interferometer // IEEE Photon. Technol. Lett. 2018. V. 30. P. 833.
7. Yuan Z., Li W., Yang R., Yang L., Wang F., Guo J., Xu Z., Feng Q., Wang Y., Hu Q. 16-channel flexible optical passband filter array for CDCF ROADM // Opt. Commun. 2019. V. 450. P. 61.
8. Pitris S., Mitsolidou C., Moralis-Pegios M., Alexoudi T., Pleros N. Crosstalk-aware wavelength-switched all-to-all optical interconnect using sub-optimal AWGRs // IEEE Photon. Technol. Lett. 2019. V. 31. P. 1507.

9. Chang C.-H., Tsai C.-H. A large-scale optical fiber sensor network with reconfigurable routing path functionality // IEEE Photon. J. 2019. V. 11. P. 6801811.
10. Sun Y., Cai H., Wang X. Theoretical analysis of metamaterial-gold auxiliary grating sensing structure for surface plasmon resonance sensing application based on polarization control method // Opt. Commun. 2017. V. 405. P. 343.
11. Qu Z., Zhang Y., Zhang B. A convenient photopolarimeter based on a polarization sensitive metamaterial // Opt. Commun. 2019. V. 430. P. 342.
12. Awad E. Nano-plasmonic Bundt Optenna for broadband polarization-insensitive and enhanced infrared detection // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 12197.
13. Liu M., Yang X., Zhao B., Hou J., Shum P. Square array photonic crystal fiber-based surface plasmon resonance refractive index sensor // Mod. Phys. Lett. B. 2017. V. 31. P. 1750352.
14. Zhang Y., Tian A., Liu B., Liu W., Wang D. Stokes parameters polarization scattering properties of optical elements surface of different material // Optik. 2019. V. 185. P. 1238.
15. Yang K., Long X., Huang Y., Wu S. Design and fabrication of ultra-high precision thin-film polarizing beam splitter // Opt. Commun. 2011. V. 284. P. 4650.
16. Sanjuan F., Gaborit G., Coutaz J.-L. Sub-wavelength terahertz imaging through optical rectification // Sci. Rep. 2018. V. 8. P. 13492.
17. Zhu Q., Xi S., Jiao X., Wang H., Lang L., Hu D., Zhang Y. Multidirectional sub-wavelength slit splitter and polarization analyzer for THz surface plasmons // Opt. Commun. 2019. V. 432. P. 112.
18. Watanabe T., Fedoryshyn Y. Leuthold J. 2-D grating couplers for vertical fiber coupling in two polarizations // IEEE Photon. J. 2019. V. 11. P. 7904709.
19. Li G., Shen Y., Xiao G., Jin C. Double-layered metal grating for high-performance refractive index sensing // Opt. Express. 2015. V. 23. P. 8995.
20. Wang Q., Cao S., Du Y., Tao C. Broadband polarizing beam splitter based on two-layer metal grating with a high refractive index dielectric layer // Optik. 2017. V. 140. P. 268.
21. Moharam M.G., Pommet D.A., Grann E.B., Gaylord T.K. Stable implementation of the rigorous coupled-wave analysis for surface-relief gratings: enhanced transmittance matrix approach // J. Opt. Soc. Am. A. 1995. V. 12. P. 1077.
22. Amorim V.A., Maia J.M., Alexandre D., Marques P.V.S. Monolithic add-drop multiplexers in fused silica fabricated by femtosecond laser direct writing // J. Lightw. Technol. 2017. V. 35. P. 3615.
23. Amorim V.A., Maia J.M., Alexandre D., Marques P.V.S. Loss mechanisms of optical waveguides inscribed in fused silica by femtosecond laser direct writing // J. Lightw. Technol. 2019. V. 37. P. 2240.
24. Jelinek M., Drahokoupil J., Jurek K., Kocourek T., Vanek P. Nanocrystalline ferroelectric BaTiO3/Pt/fused silica for implants synthetized by pulsed laser deposition method // Laser Phys. 2017. V. 27. P. 095601.
25. Botten I. C., Craig M. S., Mcphedran R. C., Adams J. L. Andrewartha J.R. The dielectric lamellar diffraction grating // Opt. Acta. 1981. V. 28. P. 413.
26. Hu A., Zhou C., Cao H., Wu J., Yu J., Jia W. Modal analysis of high-efficiency wideband reflective gratings // J. Opt. 2012. V. 14. P. 055705.
27. Zheng J., Zhou C., Feng J., Cao H., Lu P. A metal-mirror-based reflecting polarizing beam splitter // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2009. V. 11. P. 015710.
28. Rytov S.M. Electromagnetic properties of a finely stratified medium // Sov. Phys. JETP. 1956. V. 2. P. 466.
29. Haggans C.W., Li L., Kostuk R.K. Effective-medium theory of zeroth-order lamellar gratings in conical mountings // Appl. Opt. 1993. V. 10. P. 2217.
30. Yi D., Yan Y., Liu H., Lu S., Guo J. Broadband polarizing beam splitter based on the form birefringence of a subwavelength grating in the quasi-static domain // Opt. Lett. 2004. V. 29. P. 754.
31. Wu J., Zhou C., Yu J. TE polarization broadband absorber based on stacked metal-dielectric grating structure // Opt. Commun. 2015. V. 341. P. 85.