-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-11-24
- 在线时间1891小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 P%K4[c W~ s3Cc;# 光栅结构广泛用于光谱仪,近眼显示系统等多种光学系统。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态法(FMM),以简易的方式提供对任意光栅结构进行严格分析。在光栅工具箱中,可以在堆栈中使用界面或/和介质来配置周期性结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面非常人性化,并且允许生成更复杂的光栅。在该用例中,讨论了由FMM实现衍射级次偏振状态的研究。 ;#w3{
NB h6dPO" X.`~>`8 概述 H@]MXP[_ <\?wAjc, R$zH] •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 \h8 <cTQ •为此,如示意图所示,在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 E7-@&=]v •为了在特定示例中讨论该主题,在第二部分中根据Passilly等人的工作(2008年)选择光栅配置和相应参数。 .s$z/Jv fhB}9i^]tg
z3?o|A }/W 0527Wj 衍射级次的效率和偏振 A 7[:5$ !?Wp+e6 DBP9{ x$ •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 "Ks,kSEzu •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 Sna4wkbS •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 \W1/p` •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 uslQ*7S[^ •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 K\|FQ^#UYm
6;b~Ht ;;&}5jcV 光栅结构参数 T0]MuIJ). v+99
-. Uix6GT; •此处探讨的是矩形光栅结构。 ](|\whI •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线。 nB .G •因此,选择以下光栅参数: [`
sL?&a - 光栅周期:250 nm nT2)E&U6% - 填充系数:0.5 ToYAW,U[d - 光栅高度:200 nm /*0K92NB - 材料n1:熔融石英 qP<Lr)nUH - 材料n2:TiO2(来自目录) Yw0[[N<SW ?IpLf\n- v$^Z6>vVI y!xE<S&Y 偏振状态分析 5atYOep 2#k5+?-c61 oY, %Iq •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 i~r l o^ •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 fDLG>rXPT •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 5xL~`-IA&v }NB}"%2
f5 `g K$d$m < 产生的极化状态 n0is\ZK 0 X]y)qV)a[c
bJD;>"* Wl}&?v&@ mkR2i> 其他例子 @e{^`\ l=< Dih3}X&jn$ cv`~y'?D •为了不同状态之间接收高转换,在Passilly等人的工作中,研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 tor!Dl@Mo •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。
Tgl} Q$fmD H*r>Y 7VP32Eh[ 光栅结构参数 [<KM?\"1< 9+pmS#>_ eY e, r •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 edPUG
N •由于应用的制造方法引起的,与所需的二元形状相比,结构表现出一些偏差:基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 yxc=Z0~1 •由于缺少有关制造结构的细节,因此在VirtualLab中的模拟,我们进行了简化。 3)RsLI9 •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 '}9JCJ
h;0S%ZC KI+VXH}Y5{ 光栅#1 F;>!&[h}G 9VbOQ {8
Sfr&p>{, ?^N3&ukkyo nqf,4MR •仅考虑此光栅。 \7*`}& •假设侧壁表现出线性斜率。 T'~!9Q •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 n..g~$k •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 Y3=_ec3w LlSZr)X OD_W8!- 假设光栅参数: I&YSQK:b •光栅周期:250 nm uyY|v$FM •光栅高度:660 nm plZ>03(6Q •填充系数:0.75(底部) Exk\8,EGqS •侧壁角度:±6° /S lYm-uQ+ •n1:1.46 uDZT_c'Y •n2:2.08 9 '2_ :Q@&5!]>d 光栅#1结果 [2Ud]l:6E ZGd!IghL *2X0^H|dS •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 1u9LdkhnY •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 cA:*V|YV` •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。 { .?/) 2J;kSh1,L JGQj w(Xs nt@aYXK4| 光栅#2 9tqF8pb7v Xp}Yw"7
G}G#i`6o mN19WQ(r DX|#
gUAm •同样,只考虑此光栅。 tmtT( •假设光栅有一个矩形的形状。 (zFi$ •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 _:VB}> 假设光栅参数: -bU oCF0 •光栅周期:250 nm 1&U>,;]* •光栅高度:490 nm s4uhsJL V$ •填充因子:0.5 @#-q^}3 •n1:1.46 $81*^ •n2:2.08 9,"L^W8"k aVd,xl 光栅#2结果 _:"<[ >9 c7FRI0X NSDv;|f •同样,左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果,由Passilly等人发表的结果如右图所示。 _Wa.JUbv •相比之下,这两张图再次表现出非常好的匹配,尤其是图的轨迹。 ` 5C~ •与参考相比,光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 Ck|8qUz- aX }P|l
m
RO~aD!N 文件信息 2]ape !( yT,.z 0
E}tqQ*u !dC<4qZ\C oTuOw|[ QQ:2987619807 AD<q%pu&H?
|