ArF光刻机偏振照明系统中需要采用偏振器件（沃拉斯顿棱镜），根据传统技术选用在193 nm波长透明材料设计沃拉斯顿棱镜，其分束角较小，或者分束角大时棱镜较长。为了解决这些实际问题，利用折射定律分析推导了由正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角公式，还分析推导了由两种正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角公式。经过分析比较，由两种正晶体构成沃拉斯顿棱镜的分束角比由单一正晶体构成沃拉斯顿棱镜有较大的提高。设计了一种用于193 nm波长的分束角达到约10°的偏振分光沃拉斯顿棱镜，另外还设计了一种用于193 nm波长的仅仅输出一束线偏振光的沃拉斯顿棱镜。这两种棱镜采用两种正晶体制作，棱镜长度适中，有利于偏振照明系统装置整体的紧凑化。

利用折射定律，介质膜两侧折射率不同时多光束干涉理论和菲涅耳公式，精确推导了双沃拉斯顿棱镜的光强分束比的具体表达式。以公式为基础，通过Matlab软件数值模拟作图分析光强分束比随入射角、入射波长和结构角的变化关系曲线。结果表明：在棱镜为介质胶合型时，光强分束比随入射角和入射波长的变化很小，光强分束比基本为1；棱镜为空气胶合型时，光强分束比随入射角，结构角和波长的变化很大。两种情况下，光强分束比随各参量的变化基本呈周期性变化。

直角全反射式(TIR)棱镜比传统TIR棱镜加工难度低，结构上体积减小50%，重量减小42%，从而降低成本。为了使结构便于加工，应用光学理论对直角TIR棱镜进行优化设计。最后运用光学软件对设计进行模拟，实验结果表明，系统效率从53%降低到48.3%，均匀性从68%上升到91%，证明了设计的直角TIR棱镜的合理性与可行性。

设计了一种可用于阵列波导光栅(AWG)解调集成微系统的绝缘体上硅(SOI)基2×2多模干涉(MMI)耦合器，用光束传播法(BPM)对MMI耦合器进行了模拟。耦合器输入/输出波导采用倒锥形，多模干涉区尺寸为6 μm×57 μm。在TE偏振中心波长为1.55 μm时，器件附加损耗为0.46 dB，不均匀性为0.06 dB。在1.49~1.59 μm波长范围内耦合器的附加损耗小于1.55 dB。仿真结果表明所设计的2×2 MMI耦合器体积小、附加损耗低、波长响应范围宽、分光均匀，符合片上集成系统的要求。

以二维三角晶格光子晶体为研究对象，在该光子晶体中引入两行平行的单模线缺陷波导，以一行耦合介质柱为间距，通过调节部分耦合介质柱的折射率，构筑了光子晶体异质结耦合波导光开关结构。利用平面波展开法和定向耦合原理计算了在不同入射光频率下，缺陷波导间耦合介质柱的折射率不同时的耦合长度，确定了合适的光子晶体异质结耦合波导光开关的结构参数。利用时域有限差分法研究了该光开关中耦合介质柱的折射率变化及异质结构介质柱的位置分布对光信号输出路径的影响。结果表明，通过改变该结构中耦合介质柱的折射率可以改变光的输出路径，可实现光的开关行为。并且异质结构介质柱位置的随机分布对该光开关的影响不大，有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器以及光开关等光子器件的研究。

提出了一种基于三角晶格的1550 nm波段的光子晶体结构。为了使带隙最大，选取占空比（半径和光子晶体晶格常数的比值）为0.3,采取点缺陷和线缺陷相结合的直接耦合结构。基于Rsoft软件的时域有限差分方法(FDTD)方法仿真计算，对缺陷模、透射谱和时域稳态响应图进行了分析。计算了光开关的插入损耗、消光比和响应时间。结果表明，插入损耗为0.3957 dB，消光比为56.699 dB，响应时间为102.14 ps。该光开关结构的性能较好，可以完全满足现代应用的需求。

为了解决光学相关器无法与发生旋转的目标进行光学相关识别的问题，提出了使用平面反射镜组获取目标图像，与模板图像进行相关识别。在获取目标的光学系统中，加入一个由多个平面反射镜围成的正多棱柱体，它可以使目标产生的一组不同角度的镜像，将其作为目标图像与模板图像进行相关识别。可以从不同旋转角度的目标产生的镜像组中找到角度相似的镜像，这类目标图像与模板图像进行相关运算，能够得到相关峰。实验表明，将通过平面反射镜组获得的目标的镜像组作为目标图像，是解决光学相关器针对旋转目标识别问题的有效途径。

提出了一种新的基于非周期高折射率差亚波长光栅(HCG)的光功分器(OPS)。该光功分器在实现光功率均分的同时保持高反射率。为实现上述功分器，通过严格耦合波理论分析(RCWA)周期性亚波长光栅在不同的周期和占空比下的反射率和相位分布，从而挑选合理的参数用于设计非周期亚波长光栅以获得特定的反射相移。最后借助于有限元法(FEM)进行数值分析，经计算光功分器的插入损耗为3.27 dB,波长变化范围为1.50~1.60 μm，且很容易与半导体器件集成。

用于光纤通信的集成光学器件概览 作者：郦炬烽、袁一方、虞洋、陶伟、侯建伟 集成光学发展初期，田炳耕曾对集成光学作了三条定义：（1）光波导能限制光束在其中传播。（2）利用光波导可制成各种光波导器件；（3）将光波导和光波导器件集成起来可构成有特定功能的集成光路。 集成光学在一开始就将光纤通信作为其主要应用目标之一。集成光学器件伴随着光纤通信的兴起和发展已经走过了几十年。集成光学器件不仅成为光纤网络的重要组成部分，而且也促使光纤通信容量爆炸性增长、光纤通信技术和产业的迅猛发展，加上集成光学器件技术的进一步发展和成熟还将掀起光纤通信技术及其相关产业发展的新高潮。 发展历程 集成光学基于薄膜能够传

研究了垂直向列型彩色滤光膜硅覆液晶(VA CF-LCoS) 微显示器件,并利用其三维光学模型,改变液晶器件的预倾角、像素尺寸等参数,优化了微小像素中的边缘电场效应。为进一步优化器件的性能,建立了以圆偏振光作为入射光源的微显示器件的三维光学模型。研究结果表明:当以圆偏振光作为照明光源时,VA CF-LCoS微显示器件的光学反射效率可得到大幅提升。由于采用了三维光学模型的分析方法,得到了与利用二维光学模型进行分析时完全不同的结论:优化只能使得边缘场效应导致的亮态子像素内部黑线减小,而不能彻底消除它。