Surface quasi periodic and random structures based on nanomotor lithography for light trapping
我们比较了两种偶氮聚合物材料获得的两种类型的图案的特性：高斯随机图案和准随机光栅图案。表面结构化已获得一个简单的自下而上的技术，通过照射偶氮聚合物薄膜与一个单一的激光束。我们证明了这两个表面的有趣的生成属性。特别地，具有准随机光栅的表面可以解决用于在超薄膜中在不同方向上的光耦合的光束分裂。我们使用这两个表面作为模具，并将它们复制在透明弹性材料上，我们展示了非常好的光捕获。我们还表明，准随机光栅的光捕获效率比高斯随机表面高20%，接近40%。
2017-06-20 physics.app-ph physics.optics
Multiperiodic magnetoplasmonic gratings fabricated by the pulse force nanolithography
提出了一种基于脉冲力纳米光刻技术的磁等离子体纳米结构制备新方法。它允许人们创建高质量的磁等离子体纳米结构，其具有比由电子束光刻制成的光栅更低的总损耗。该方法通过改变光栅参数（例如单个周期中的划痕深度或划痕数量）来提供SPP激发效率的控制。等离子体光栅的质量是通过横向磁光克尔效应来估计的，该效应对等离子体结构的精细度非常敏感。
2021-06-23 physics.optics
Fabrication of three-dimensional high-aspect-ratio structures by oblique-incidence Talbot lithography
开发一种合适的生产方法的三维周期性纳米结构具有高的纵横比是一个越来越感兴趣的主题。对于大规模生产，Talbot光刻提供了许多优点。然而，一个缺点是光强度分布的最小周期受到所使用的衍射光栅的周期的限制。为了提高制造的纳米结构的纵横比，在本研究中，我们专注于使用塔尔博特效应产生的衍射波之间的多波干涉。我们提出了一种独特的曝光方法，通过控制紫外（UV）光源的入射角来产生相邻衍射级之间的多波干涉。利用时域有限差分模拟，我们得到了一个亚波长周期的条纹图案使用一维周期光栅掩模。此外，我们证明了这种方法的实际应用，通过使用UV光刻制造的亚波长周期性结构的纵横比为30毫米级的地区，表明其适合大规模生产。
2020-09-24 physics.app-ph physics.optics
D-shaped photonic crystal fiber plasmonic refractive index sensor based on gold grating
提出了一种基于金光栅的高分辨率D型光子晶体光纤表面等离子体共振传感器。引入金光栅调制谐振波长，提高折射率（RI）灵敏度。为了优化SPR传感器的结构参数，采用有限元法对PCF和金光栅的结构参数进行了分析。仿真结果表明，空气孔间距、空气孔直径、金厚度和光栅常数对折射率灵敏度的影响很小，降低了对精密加工的要求。为了提高共振成像传感器的分辨率，采用了波长解调和振幅解调相结合的双特征解调方法，在1.36-1.38范围内，SPR传感器的最大理论分辨率达到5.98 × 10-6 RIU，波长灵敏度达到3340 nm/RIU。该SPR传感器在开发高灵敏度、实时、快速响应的SPR RI传感器方面具有潜在的应用价值。
2018-06-26 physics.optics
Phase-probability shaping for speckle-free holographic lithography
光学全息术自1948年发明以来得到了迅速的发展，但由于难以消除不规则复场叠加中的本征涨落，使得伴随的强度随机分布的散斑至今仍难以消除。尽管空间，时间和光谱平均的散斑减少，这是极具挑战性的重建高均匀性，边缘清晰和形状无限的图像通过全息。在这里，我们预测，全息散斑可以通过缩小编码相位的概率密度分布，使光学叠加均匀化。在这种物理洞察力的指导下，开发了一种机器学习辅助的概率成形（MAPS）方法来抑制计算机生成全息图（CGH）中的强度波动，从而使实验重建具有超低散斑对比度（C=0.08）和创纪录的高边缘锐度（~1000 mm-1）的不规则图像。它打破了展示高端CGH光刻的最终障碍，从而使我们能够成功地图案化任意形状和边缘尖锐的结构，如涡旋光栅和二维随机条形码。
2022-11-18 physics.optics
Investigation of the quality of an As35S65 grating by spectroscopic ellipsometry
采用基于椭圆偏振光谱仪（SE）的光学散射测量技术，结合原子力显微镜（AFM），对电子束光刻（EBL）制作的As 35S65硫系玻璃（ChG）光栅进行了质量表征。图案化光栅线的几何尺寸和形状通过将建模值（通过傅立叶模态方法计算）拟合到SE实验数据来确定。一个简单的功率相关函数，只有一个可变参数被成功地用来描述图案线的形状。SE得到的结果与AFM测量结果一致，且具有很高的精度，只要在拟合过程中使用经EBL修改的ChG光学常数。光栅的线边缘粗糙度（LER）也通过进一步拟合SE数据来研究，以发现在所使用的光谱范围内没有LER是光学可检测的，这对于由EBL制造的光学工具的功能是必不可少的。
2018-12-20 physics.optics
Microfluidic gratings for X-ray Phase Contrast Imaging
本文提出了一种基于微流体技术的X射线吸收光栅制备方法，利用软光刻和汞注入技术，以更低成本和可持续材料实现高性能X射线相位对比成像应用。
2025-12-08 physics.med-ph physics.optics
Inverse-designed broadband low-loss grating coupler on thick lithium-niobate-on-insulator platform
本文利用逆向设计方法在700纳米厚Z切绝缘体上铌酸锂平台实现了高耦合效率、大带宽和高制造容差的光栅耦合器，实验测得峰值耦合效率-3.8 dB、1-dB带宽71.7纳米、3-dB带宽超过120纳米。
2023-09-22 physics.app-ph physics.optics
High-Integration multimode waveguide grating based CWDM4 MUX/DEMUX with Flat Wide Passband and Ultra-Low Crosstalk for 2xFR4 Module Applications
本文提出了一种紧凑低串扰的CWDM4多路复用/解复用器，利用级联多模波导光栅滤波器，实现了低于-25dB的通道串扰、低于1dB的插入损耗和约18nm的平坦顶部带宽。
2026-04-26 physics.optics
Smith-Purcell radiation from time grating
本文提出时间光栅产生的时间史密斯-珀塞尔辐射（t-SPR），并给出广义色散方程，通过时间调制实现辐射操控、增强鲁棒性并放大发射。
2023-11-13 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
High aspect ratio arrays of Si nano-pillars using displacement Talbot lithography and gas-MacEtch
在垂直的高纵横比的支柱，从纳米级到宏观尺度的特征尺寸的阵列结构化硅，是必不可少的许多应用程序的功能界面的生产。需要硅3D纳米结构阵列来实现光子晶体和声子晶体、波导、超透镜、X射线波前传感器、检测器、微结构和硅柱阵列用作神经活动记录、细胞培养、微流体、传感和芯片上操作中的生物界面。在这里，我们提出了一种新的策略，用于实现阵列的突出尖锐的硅纳米柱使用位移塔尔博特光刻结合金属辅助化学蚀刻（MacEtch）在气相中。采用两次正交光栅曝光和剥离技术，在Pt薄膜上实现了周期为1 μm、孔径为100-250 nm的催化剂孔图形。通过使用来自空气的蒸汽HF和氧气的气相MacEtch允许蚀刻200 nm厚和200 nm范围内的纵横比的突出Si纳米柱的阵列（柱高/宽），刻蚀速率可达1 μm/min。由于无静摩擦，不会对Si衬底造成离子束损伤，纳米分辨率和图案转移的高保真度，该方法是一种易于按比例放大的工艺，其可以支持在微米和纳米尺度上制造用于许多有价值应用的Si柱阵列。
2022-08-31 physics.app-ph physics.optics
Nanopatterning by Laser Interference Lithography: Applications to Optical Devices
本文系统地综述了激光干涉光刻技术在纳米图形制作中的应用及其在光学器件中的应用。LIL是一种不使用掩模而在大面积上进行简单、快速工艺的图案化方法。LIL是一种用于定义大面积、纳米级、周期性图案化结构的强大技术。图案被记录在光敏介质中，该介质对与两个或多个相干光束的干涉相关联的强度分布作出非线性响应。用LIL产生的光致抗蚀剂图案是进一步制造纳米结构和生长功能材料的平台，功能材料是器件的构建模块。综述了利用LIL制作的定向纳米光子学、表面等离子体共振（SPR）、大面积薄膜反射器和抗反射器等光学和光子器件的研究进展。展望未来的方向LIL和新兴的应用在其他领域。
2014-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct observation of the enhanced photonic spin Hall effect in a subwavelength grating supporting surface plasmon resonance
本研究利用光学弱测量在支持表面等离子体共振（SPR）的亚波长镍光栅中直接观测到增强的面内光子自旋霍尔效应（PSHE），实现高纯度自旋分离，为偏振敏感应用提供基础。
2024-12-02 physics.app-ph physics.optics
Orbital Angular Momentum Transfer and Beam-Quality Limits in Fork-Grating Electron Diffraction
School of Physics and Engineering, ITMO University（ITMO大学物理与工程学院）
该研究分析叉形光栅产生电子涡旋束的OAM转移与光束质量极限，推导衍射级次OAM统计量，明确Hartree自场对传播轮廓的影响，为电子涡旋束的相关应用提供理论支撑。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Manufacturable blazed metasurface gratings designed by 3D topology optimization model
Aix Marseille Univ（艾克斯-马赛大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LAM（拉格朗日力学实验室）；Centrale Med, Institut Fresnel（马赛中央理工学院菲涅耳研究所）
本文提出一种基于有限元的拓扑优化框架，用于设计可见光和近红外波段的3D棱形超材料，通过密度基SIMP插值和共轭方法优化，实现高效率的自由形结构，但制造困难，引入柱状参数化方法，使超材料在s-polarization下实现57%的效率，低偏振依赖性。
2026-03-14 physics.comp-ph physics.optics
Bright electrically controllable quantum-dot-molecule devices fabricated by in-situ electron-beam lithography
自组织半导体量子点是一种近乎理想的二能级系统，在光子量子技术中具有很大的应用潜力。例如，它们可以在接近理想的量子光源中充当发射器。具有显著增加的功能性的耦合量子点系统潜在地具有更强的兴趣，因为它们可以用于容纳超稳定的单重态-三重态自旋量子比特，用于有效的自旋光子界面和用于确定性的光子2D簇态生成。我们实现了一个先进的量子点分子（QDM）器件，并表现出优异的光学性能。该器件包括基于pin二极管结构中的堆叠量子点的电可控QDM。利用电子束原位光刻技术将量子点模确定性地集成到具有圆形布拉格光栅的光子结构中。我们测量的光子提取效率高达（24 $\pm$ 4）%，与数值模拟吻合良好。QDM的耦合特性清楚地表明，由偏置电压依赖的光谱，也控制的QDM的轨道耦合和它们的电荷状态在定量上与理论一致。QDM器件显示出优异的单光子发射特性，具有$g^{(2)}(0) = (3.9 \pm 0.5) \cdot 10^{-3}$的多光子抑制。这些指标使得开发的QDM设备具有吸引力的构建模块，用于使用先进的纳米光子硬件的未来光子量子网络。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Evolutionary Optimized, Monocrystalline Gold Double Wire Gratings as a SERS Sensing Platform
针对传统 SERS 基底共振杂乱、损耗高且均匀性差的问题，本文用单晶金和聚焦离子束光刻制备并进化优化双线光栅，实现高增强、低 RSD、大面积均匀与稳定复用。
2023-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Stark-tunable O-band single-photon sources based on deterministically fabricated quantum dot--circular Bragg gratings on silicon
本文通过电接触环形布拉格光栅与硅基InGaAs量子点集成，实现了O波段高亮度单光子发射，展示了宽范围电调谐、高效光子提取及高温工作能力，为实用光子量子网络提供了可扩展平台。
2026-06-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz-optical intensity grating for creating high-charge, attosecond electron bunches
超短电子聚束对于像超快成像和相干辐射产生这样的应用是有用的。然而，目前，最短的可实现的聚束，在阿秒的时间尺度，只实现了在单个或非常少的电子制度，库仑排斥和电子能量扩散的限制。使用从头算模拟和理论分析，我们表明，高电荷束是可以实现的相对论（几兆电子伏级）电子的太赫兹和光脉冲的叠加。使用现实的电子聚束和激光脉冲参数，这是在目前的紧凑设置的范围内，我们提供了两个详细的例子：一个与最终聚束的~1 fC包含在子400作为持续时间，和一个与聚束的>25电子包含在20作为持续时间。我们的研究结果揭示了一条路线，以实现高电荷和阿秒脉冲持续时间与现有技术的极端组合。
2019-04-18 physics.acc-ph physics.optics
Fabrication of High-Aspect Ratio Nanogratings for Phase-based X-ray Imaging
周期光栅等衍射光学元件是X射线成像中的基本器件-这是医学、材料科学和安全扫描所依赖的技术。在纳米尺度下制造具有高纵横比的这种结构为进一步推进这种应用创造了机会，特别是在放宽X射线源相干性要求方面。这是因为典型的基于光栅的X射线相位成像技术（例如，Talbot自成像）需要至少一个光栅周期的相干长度，并且理想地更长。在本文中，在实现高纵横比纳米光栅填充金的制造挑战是解决激光干涉和纳米压印光刻，物理气相沉积，金属辅助化学蚀刻（MACE），和电镀的组合。这种相对简单且具有成本效益的方法通过使用六甲基二硅氮烷的创新性MACE后干燥步骤来解锁，该步骤有效地最大限度地减少了纳米结构的静摩擦。讨论了该方法的理论极限，并在实验上证明了纵横比>40的X射线纳米光栅。最后，当暴露于硬（12.2 keV）单色X射线束在同步加速器设施，从而在相位为基础的X射线成像的潜在适用性时，显示出其优异的衍射能力。
2022-10-31 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.med-ph
Switching between normal and anomalous Laser Induced Periodic Surface Structures
本文报道了激光诱导周期性表面结构在正常和反常之间转换机制的研究。我们已经表明，对于高损耗金属，正常和异常模式之间的切换机制依赖于结构形成过程中固有的两种不同反馈之间的相互作用：沿着表面的长距离、低强度的类似偶极的光的散射，其控制平行于激光偏振的异常波纹，以及短距离、高强度的等离子体激元-极化激元波，其由近场偶极辐射引发并负责产生垂直于极化的波纹，即，e.正常结构。通过管理这两个反馈，我们证明了在同一表面上产生正常和异常激光诱导的周期性表面结构。与以前的研究相比，我们已经表明，热氧化机制可以形成正常和异常类型的结构，而烧蚀机制只涉及在正常结构的形成。与氧化型异常结构的形成不同，烧蚀型正常结构的形成不存在固有的负反馈，是自调节纳米波纹的形成。这种反馈需要通过在给定的激光重复率下调节扫描速度和脉冲能量来人为地施加。利用非线性激光光刻技术，在不同的表面上以极高的工业上可接受的速度形成了大面积的高规则纳米光栅。
2017-10-31 physics.optics
Contact lens with stretchable distributed-feedback laser for intraocular pressure monitoring
Emerging Technologies Research Center, XPANCEO（新兴技术研究中心，XPANCEO）
本研究将分布式反馈激光器集成到隐形眼镜中，利用连续体束缚态实现高精度眼压监测，灵敏度达0.027 nm/mmHg，克服了传统光学传感器的精度限制。
2026-09-29 physics.med-ph physics.optics
