金屬-介質(zhì)納米結(jié)構(gòu)光子器件偏振特性與高效偏振出光GaN基LED設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、納米光子技術(shù)作為一個(gè)近年快速發(fā)展起來(lái)的學(xué)科，在器件集成化和微型化及器件的功能拓展與提高等許多領(lǐng)域有著很多潛在和現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。本文利用等效介質(zhì)理論和時(shí)域有限差分的數(shù)值計(jì)算方法，詳細(xì)研究了金屬/介質(zhì)納米結(jié)構(gòu)光子器件在可見(jiàn)光波段的偏振傳輸特性，設(shè)計(jì)并制備了基于可見(jiàn)光波段的偏振納米光柵，集成式高偏振度出光GaN基LED以及基于納米結(jié)構(gòu)偏振轉(zhuǎn)換的高效偏振出光GaN基LED。主要工作包括：
　?。?）詳細(xì)研究了金屬納米光柵偏振特性的理論和設(shè)計(jì)方

2、法以及實(shí)驗(yàn)制作技術(shù)。研究和比較了三種納米偏振光柵，即單金屬光柵型，薄膜增強(qiáng)型和光柵增強(qiáng)型在可見(jiàn)光波段的傳輸特性，以及多層介質(zhì)傳輸層復(fù)合結(jié)構(gòu)納米偏振光柵的傳輸特性。采用紫外曝光技術(shù)實(shí)驗(yàn)制作了周期190nm的納米光柵；初步實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了介質(zhì)光柵金屬化，完成了金屬全覆蓋型納米光柵制備。測(cè)試表明，偏振度可達(dá)25 dB(入射波長(zhǎng)450nm)。
　?。?）研究了高偏振度出光的GaN基LED的偏振特性，設(shè)計(jì)并制備了一種新型納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的高偏振出光氮

3、化鎵基LED器件，詳細(xì)分析了該結(jié)構(gòu)的相應(yīng)參數(shù)對(duì)器件偏振出光特性的影響。這種結(jié)構(gòu)在氮化鎵表面上引入了一層低折射率過(guò)渡層，并在過(guò)渡層表面集成一種介質(zhì)/金屬?gòu)?fù)合納米光柵結(jié)構(gòu)。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：過(guò)渡層的引入不但可以有效提升偏振光的透射率與消光比，而且可以顯著放寬介質(zhì)/金屬?gòu)?fù)合納米結(jié)構(gòu)的周期要求，從而降低結(jié)構(gòu)制作難度。
　?。?）研究并制備了一種具有偏振轉(zhuǎn)換功能的納米結(jié)構(gòu)并與偏振出光GaN基LED集成實(shí)現(xiàn)高效的偏振出光GaN LED。提出