切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1605阅读
    • 0回复

    [推荐]衍射级次偏振状态的研究 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    6019
    光币
    24248
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-09-01
    摘要 a)S(p1BGg  
    9>{t}I d  
    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。 SKJW%(|3  
    &9@gm--b:  
    Oc^m_U8>^  
    概述 " <*nZ~nE)  
    wDZ  
    L1F###c  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 xDLMPo&  
    •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。 fPrb%  
    •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 e2Ww0IK!E  
    k)i"tpw  
    S"{GlRpd  
    I)rGOda{  
    衍射级次的效率和偏振
    9iK&f\#5H  
    +:!ScG*  
    " SLvUzO>q  
    •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 WT?b Bf  
    •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。 v}&#f&q!  
    •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)。 &!6DC5  
    •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。 <g*.p@o  
    •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。 /_HwifRQ  
    1GUqT 9)  
    IJldN6&\q  
    光栅结构参数 fPOEVmj<  
     A<2I!  
    /<6ywLD  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 Y=3X9%v9g  
    •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 4uX,uEa  
    •因此,选择以下光栅参数: *$JB`=Q  
    - 光栅周期:250 nm 6GY32\Ac  
    - 填充系数:0.5  YN4"O>  
    - 光栅高度:200 nm Oq[i &  
    - 材料n1:熔融石英 .r7D )xNa@  
    - 材料n2:TiO2(来自目录) <Kh?Ad>N  
    {3.*7gnY\L  
    \y[Bu^tk  
    k{?!O\yY  
    偏振状态分析 (%6(5,   
    fE'-.nA+  
    aMBL1d7  
    •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 ,Y$F7&  
    •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。  <V7SSm  
    •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。 (W7;}gysh  
    &fCP2]hj'  
    txj wZ_p  
    $*YC7f  
    产生的极化状态 J 5Wz4`'  
    d&NCFx  
    :0WkxEY9  
    ay=KfY5  
    Y0@'za^y  
    其他例子 u+I3IdU3  
    aUKh}) B  
    "}0)YRz%  
    •为了不同状态之间接收高转换,在Passilly等人的工作中,研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 , D exJ1  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 A Z4|&iT  
    F9Ifw><XM  
    Oyi;bb<#  
    nw~/~eM5=  
    光栅结构参数  QpdujtH`  
    t)\D  
    b^uP^](J  
    •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 B*- ToXQQr  
    •由于应用的制造方法引起的,与所需的二元形状相比,结构表现出一些偏差:基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 >(IITt  
    •由于缺少有关制造结构的细节,因此在VirtualLab中的模拟,我们进行了简化。 gV<0Hj  
    •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 [LJ705t  
    QN)/,=#  
    wrz+2EP`  
    光栅#1 Bv2z4D4f+  
    kb/|;!  
    [54@irH  
    v(qV\:s}m  
    66I|0_  
    •仅考虑此光栅。 i0,%}{`  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 ,"P5D&,_  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ML=hKwCA  
    •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 #g@  
    T [T6  
    DCEvr"(  
    假设光栅参数: T)b3N| ONB  
    •光栅周期:250 nm "2)+)Db  
    •光栅高度:660 nm o>xxmyW|  
    •填充系数:0.75(底部) Iq4Kgc  
    •侧壁角度:±6° 0MwG}|RC  
    •n1:1.46 ^/_\etV  
    •n2:2.08 9F2w.(m  
    #2_o[/&}x@  
    光栅#1结果 p<Zs*  @  
    B'G*y2UnG  
    91-P)%?  
    •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 3v9gb,)y\  
    •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 (t]lP/  
    •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。
    uvu**s  
    ](B& l{V  
    o7_MMeQ4  
    ?RgU6/2  
    光栅#2 jw:4fb  
    A2g"=x[1@K  
    AIvL#12  
    w?V[[$  
    s`8M%ZLu  
    •同样,只考虑此光栅。 >>oASo  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 v$gMLu=  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 Bq$e|t)'  
    假设光栅参数: HI"!n$p  
    •光栅周期:250 nm AmT| %j&3  
    •光栅高度:490 nm 33#7U+~]@  
    •填充因子:0.5 Ft%TnEp  
    •n1:1.46 uPv;y!Lsa@  
    •n2:2.08
    3b g4#c  
    W2r6jm!  
    光栅#2结果 GL;x:2XA  
    ; McIxvj  
    @e.OU(Bf  
    •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。 %=NM_5a}]  
    •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。 egxJ3.  
    •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。 M `9orq<  
    Vq\..!y  
    0j a  
    文件信息 -!C Y,'3  
    GvZac  
    #lBpln9  
    H0D>A<Ue  
    4pfix1F g  
    QQ:2987619807 5CY@R  
     
    分享到