寬光譜光柵側(cè)面耦合集光技術(shù)研究.pdf

1、利用光柵側(cè)面耦合技術(shù)多為單波長(zhǎng)或窄帶光耦合，用于光纖激光器泵浦、光波導(dǎo)集成等領(lǐng)域，而用于可見(jiàn)光寬帶耦合的研究很少。通過(guò)在波導(dǎo)上集成亞波長(zhǎng)衍射光柵結(jié)構(gòu)，可以引導(dǎo)太陽(yáng)光在波導(dǎo)的側(cè)面進(jìn)行出光匯集，因此可以作為一種新型的太陽(yáng)能集光器結(jié)構(gòu)。本文主要就是研究這種基于光柵側(cè)面耦合的寬光帶集光技術(shù)。
　　在理論分析中，除了對(duì)光柵耦合原理進(jìn)行了闡述，還詳述了矢量衍射理論中的時(shí)域有限差分法和嚴(yán)格耦合波法，并分別對(duì)其麥克斯韋方程組進(jìn)行了求解，為之后的光

2、柵結(jié)構(gòu)優(yōu)化仿真等內(nèi)容奠定了理論基礎(chǔ)。
　　亞波長(zhǎng)光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)影響衍射耦合效率，從而影響波導(dǎo)側(cè)面收集的能量。通過(guò)FDTD軟件對(duì)光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行掃描仿真，再利用快速下降法獲得不同類(lèi)型不同面形的最佳光柵結(jié)構(gòu)，并利用RCWA法對(duì)其中的矩形相位光柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)證。不同的入射角對(duì)集光器影響較大，因此本文對(duì)不同入射角下的衍射耦合效率也進(jìn)行了仿真分析。
　　耦合光在波導(dǎo)內(nèi)通過(guò)全反射傳播，當(dāng)光傳播到波導(dǎo)與光柵的交界面處發(fā)生透射衍射，造成能量的