-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-03-06
- 在线时间1747小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 B1GSZUd^?0 cO<x:{` 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。 *Vc}W <sPB|5Ak > {:8c-\2} 概述 lmod8B "XH]B ?{FxbDp> •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 /E*P0y~KTW •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。 xv)7-jlx •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。 ~r{Nc j w0.#/6
?6[>HX; bkY7]'.bz& 衍射级次的效率和偏振 >s{[d$ ^awl-CG Sy8Og] a
•通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 zRKg>GG` •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。 "\BLi C •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)。 *"E]^wCn •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。 .
E.OBn •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。 SY)o<MD
!?KY;3L: >- :U 光栅结构参数 = 7jkW (Q =]D##R a MzAA •此处探讨的是矩形光栅结构。 Z(V4"x7F •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。 SmRU!C$A •因此,选择以下光栅参数: $1w8GI\J - 光栅周期:250 nm KLoHjBq - 填充系数:0.5 j\W+wnAgk - 光栅高度:200 nm |#S!qnXB - 材料n1:熔融石英 \Oc3rJ( - 材料n2:TiO2(来自目录) O ~"^\]\ `a<G7 a
ZfX | F35e/YfG 偏振状态分析 wK,tq 9'T(Fc ]ao]?=q C •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 y<5s)OehG •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。 GSMP)8W •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。 H
>RGX#| lfCoL@$6D
D,J's(wd ny#7iz/ 产生的极化状态 c|I{U[(U Ao0F? 2|
??k^Rw+0R |vGz
1jLV `f b}cJUa 其他例子 b7=]"|c$@ 1N2:4|woe 8 2_3|T •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。 @O4m-Oosi •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 {lqnn n3 YRB,jwne R|Ykez!D '!Q[+@$ 光栅结构参数 ==c\* o Rh:\/31~ V-t! •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 7|H !( a' •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。 cz.-cuD[iD •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。 sfx:j~bsL •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 V}3.K\7
}"_S;[{d /\C9FGS 光栅#1 j_Dx4*vg IUI>/87u
3vmZB2QG {L3lQ8Z 84|Hn|4t •仅考虑此光栅。 ='YR; •假设侧壁表现出线性斜率。 x"*u98&3 •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 1 aIJ0#nE •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 -<qci3Ba} Kh3*\x T 1)M3*h3 假设光栅参数: :h?Zg(l •光栅周期:250 nm ,p0R4gi •光栅高度:660 nm ck-wMd •填充系数:0.75(底部) lO)p •侧壁角度:±6° YQ2ie>C8 •n1:1.46 ]yA|
m3^2 •n2:2.08 NaLec|6<t dxxD%lHCF 光栅#1结果 oE)tK1>;H >H[&Wa+_ Trm)7B* •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。 fokOjTE •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。 /1t(e._ •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。 ss
|<\DE+ 8la.N* EcFYP"{U J?u",a]|H" 光栅#2 Lab{?!E>U iiKFV>;t/
;?bRRW ]#TL~u[ X 1^f0\k •同样,只考虑此光栅。 i$$\}2m{L •假设光栅有一个矩形的形状。 lzw3 x •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 }[$ C=|> 假设光栅参数: ^pAqe8u_ •光栅周期:250 nm j<4J_wE •光栅高度:490 nm %TvunV7NQS •填充因子:0.5 ^`Vt<DMT •n1:1.46 R2Lq,(@- •n2:2.08
VTy!<I 'l)@MXbGL 光栅#2结果 !JJCG G{$9e}# XBdC/DM[ •同样,左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果,由Passilly等人发表的结果如右图所示。 i%D/@$\D6 •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。 +7^{T:^ht •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。 B$_F)2%m; TdG[b1xN
ycIT=AFYqd 文件信息 :$j!e#?= w[UPoG #Uh
{> pB ) yRC$7I 45W:b/n\ QQ:2987619807 v93+<@Z
|