切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1538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
    5786
    光币
    23082
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2020-09-01
    摘要 M2>Vj/  
    aFb==73aLw  
    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。 *ebSq)  
    pnowy;  
    'qb E=  
    概述 F^t DL:  
    L~rBAIdD  
    %Ycy{`  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 gx8ouOh  
    •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。 t?x<g<PJ4  
    •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 ^T;*M_  
    iohop(LZ  
    kHghPn?8]  
    0w \zLU  
    衍射级次的效率和偏振
    ~Ei$nV  
    o WrKM  
    vv3* j&I  
    •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 h-#6av :  
    •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 Ustv{:7v  
    •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 Q_Q''j(r6b  
    •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 hk(ZM#Bh  
    •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 +,T RfP Fb  
    -aPg#ub  
    |mdVdD~go  
    光栅结构参数 h5{'Q$Erl  
    G_3O]BMKd)  
    ?cBwPetp  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 !*F1q|R  
    •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 fo*2:?K&  
    •因此,选择以下光栅参数: G7` ko1-  
    - 光栅周期:250 nm _(W+S`7Z  
    - 填充系数:0.5 6y%qVx#!  
    - 光栅高度:200 nm Bw)/DM]  
    - 材料n1:熔融石英 LEbB(x;@  
    - 材料n2:TiO2(来自目录) N ,'GN[s  
    xjuN-  
    RE7?KR>  
    uB]7G0g:  
    偏振状态分析 b,l$1{  
    ld|5TN1  
    G\/zkrxmv  
    •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 o]J{{M'E  
    •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 <Dl*l{zba  
    •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 l[mWf  
    ?yrX)3hyH  
    EnKR%Ctw  
    iW]j9}t  
    产生的极化状态 }W C[$Y_@  
    b$d;Qx  
    !=*g@mgF  
    ?(' wn<  
    9|^2",V  
    其他例子 .;y.]Z/;  
    !1jBC.G1  
    XV7Ex\D*  
    •为了不同状态之间接收高转换,在Passilly等人的工作中,研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 :)-Sk$  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 er("wtM  
    d\&U*=  
    GvtG(u~  
    `&r+F/Ap2  
    光栅结构参数 SB;&GHq"n  
    YiXk5B0Uh  
    &&5aM  
    •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 WrnrFz  
    •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。 !P2ro~0/  
    •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。 -P(efYk  
    •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 SXSgld2uS  
    G)AqbY  
    =m]v8`g  
    光栅#1 e@L=LW>  
    9@SC}AF.  
    !{+,B5 Hc  
    5N#aXG^9  
    fbyd"(V 8r  
    •仅考虑此光栅。 \0^Kram>  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 5c@,bIl *  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 /7(W?xOe  
    •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 aj-Km`5r}  
    w1F cB$  
    =Pyj%4Rs  
    假设光栅参数: w49t9~  
    •光栅周期:250 nm k90YV(  
    •光栅高度:660 nm BwN0!lsF3  
    •填充系数:0.75(底部) CQc+#nRe  
    •侧壁角度:±6° y B81f  
    •n1:1.46 =ke2;}X  
    •n2:2.08 R)?*N@.s  
    D5gFXEeh  
    光栅#1结果 G~]Uk*M q  
    #JqB ;'\  
    Zcey|m*|  
    •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。 cRC6 s8  
    •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。 v1#otrf  
    •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。
    I:-Wy"i  
    8$] 1M,$r  
    O"+ gQXe  
    5p,RI&nlN  
    光栅#2 &.F4 b~A7  
    b.Os iT;_j  
    PioZIb/{  
    K$z2YJ%  
    #]-SJWf3  
    •同样,只考虑此光栅。 e_^26^{q  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 \Zb;'eDv  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 nF}vw |r>x  
    假设光栅参数: #QZe,"C9`  
    •光栅周期:250 nm b;L\EB  
    •光栅高度:490 nm mupT<_Y  
    •填充因子:0.5 b8H{8{wi|  
    •n1:1.46 \wmN  
    •n2:2.08
    }czrj%6  
    ~ \r*  
    光栅#2结果 ,S\CC{!  
    &L3M]  
    U%-A?5  
    •同样,左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果,由Passilly等人发表的结果如右图所示。 "mo?* a$Sk  
    •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。 ;cNv\t  
    •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。 D2 #ZpFp"h  
    >:SHV W  
    J @`1TU  
    文件信息 yER(6V'\iQ  
    x exaQuK  
    A]*}HZ ,  
    />C^WQI^  
    P|`8}|}a  
    QQ:2987619807 =&6eM2>P  
     
    分享到