导　　师： 阮双琛; 徐平

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 亚波长两色光变技术已成功应用于防伪领域十多年,随着技术的普及,有效性开始下降。本文围绕方位角调节的亚波长结构三色光变防伪技术展开研究,研究了双层波导光栅的衍射特性,构建科学的评价函数克服设计变量多、一维亚波长光栅偏振敏感等问题,设计了一种基于亚波长一维单周期矩形结构的三色防伪光变器。采用微纳加工和真空蒸镀工艺制作了三色光变器样品,以简单结构实现了方位角调节的、自然光的蓝、绿、红三色光变效应。本文从设计难度、光学性能、视觉效应方面突破现有亚波长结构滤波技术的局限性,主要研究成果如下:1.提出了一种基于嵌入式一维单周期亚波长矩形结构的三色防伪光变器,理论分析了该结构的衍射特性。由于目前商用Rsoft软件不能支持方位角调节的TE、TM波同时入射的亚波长结构优化,本文自编严格耦合波分析法程序,实现嵌入式一维单周期亚波长矩形结构衍射效率的计算。自编程序通过Rsoft软件的验证,为下一步亚波长结构三色防伪光变器的优化设计奠定了基础。2.分别设计了以Si3N4和ZnS为覆盖膜的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate,PET）的亚波长结构三色防伪光变器。用TE、TM偏振光的叠加模拟自然光,建立科学有效的评价函数,结合严格耦合波法与遗传算法,优化得到三色光变器的最佳结构参数和产生蓝、绿、红光的入射方位角。模拟结果显示,在三个预设方位角下,以特定角度入射的TE、TM偏振光可同时在蓝、绿、红波段达到高反射效率。3.分析了亚波长结构三色防伪光变器的色散特性:材料色散主要影响反射波的共振位置,对整体反射效率影响不大。但反射峰的偏移在预设波段内,并不影响视觉效果;研究了关键结构参数和入射条件的变化对设计结果的影响规律:随着光变器周期、槽深、膜厚的�

关 键 词： 二元光学 严格耦合波法 亚波长结构 三色光变器 防伪

领　　域： []