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金属光子晶体在传感器技术、全光开关技术和新型激光器技术等领域均具有非常重要的应用。开发具有工业化特点的金属光子晶体的制备技术,对于获得高质量、低成本、大面积的金属光子晶体,并真正实现其功能化和器件化至关重要。 干涉光刻在纳米光子结构的制备中发挥着重要的作用。为了进一步提升干涉光刻技术的高效率、高重复性、低成本的工业化特点,我们在传统的干涉光刻技术和光学设计的基础上,用光纤代替传统的光学元件,实现光的分束和传输,提出并建立了一种更为灵活、紧凑的柔性干涉光刻技术,实现了纳米光子结构的大面积、高效制备,并研究了其光物理学性能。具体包括以下内容: (1)利用光纤替代了分离光学元器件,建立了一种集成化的柔性干涉光刻系统。利用该系统成功制备出了大面积纳米线光栅结构、纳米三角晶格结构和纳米四方晶格结构等。获得的波导耦合光栅结构均匀性好、质量高,表现出良好的光谱学响应特性和角分辨调谐特性。 (2)通过调控光纤入射端和出射端光的偏振方向,显著提高了柔性干涉光刻系统的制备质量,并拓展了其功能。利用出射端排布成等腰直角三角形的三根光纤构成的柔性干涉光刻系统,成功制备了不同图案的光子晶体结构,并实现了结构对比度的优化。 (3)研究了波导耦合金纳米线光栅的双模式调谐特性。通过改变光栅的倾斜角和在与栅线平行平面内光束的入射角,分别调谐了法诺耦合双共振模式光谱的间隔和位置,实现双共振模式的同步调谐。该功能可以用于可调谐的窄带双波长滤波器的研制。