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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 $nV o WrKM vv3*
j&I •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 h-#6av: •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 Ustv{:7v •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 Q_Q''j(r6b •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 hk(ZM#Bh •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 +,TRfP
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-aPg#ub |mdVdD~go 光栅结构参数 h5{'Q$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$1{ ld|5TN1 G\/zkrxmv •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 o]J{{M'E •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 <Dl*l{zba •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 l[mWf ?yrX)3hyH
EnKR%Ctw iW]j9} t 产生的极化状态 }WC[$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*= Gvt G(u~ `&r |