-
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 mlix^P sR;u#". 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。 b_Dd$NC H b?0?^# a.2Xl}2o5 概述 @!Rklhb 2rxz<ck( *f o> •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 Qs,4PPEg •为此,如示意图所示,在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 -*$ s ;G# •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。 8/k"A-m eX'U d%
~L4L|q 7 HCw,bRxm 衍射级次的效率和偏振 3X%h?DC `\$EPUM $`[TIyA9! •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 8"}8Nrb0 •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。 a"&cm'\lL •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)。 d7S?"JpV •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。 m*.+9 6 •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。 >f'aW
)=VAEQhL- 24u_}ZQzY 光栅结构参数 d ehK#8 *-*SCA`E^= c \;_jg •此处探讨的是矩形光栅结构。 U C_$5~8p •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线。 Zo,066'+[. •因此,选择以下光栅参数: S_TD o - 光栅周期:250 nm K^
ALE - 填充系数:0.5 }3_> - 光栅高度:200 nm 1m5*MY - 材料n1:熔融石英 mV^~ - 材料n2:TiO2(来自目录) d<6m_!L pD('6C; *E]:VZl
W>5[_d 偏振状态分析 d8iq9AP\o )KEW`BC5T 3YJ"[$w='( •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 }'*6 A •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。 f!{@{\ •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。 \2]_NU5. ~GcWG4
R1*4 I]DD5l}\ 产生的极化状态 ;s;3cC! [Ky3WppR
i(_A;TT6 RWGf]V]6 +V Nk#Z i 其他例子 ""Da2Md &
+*OV:[; .r2*tB). •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。 1`YU9? •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 hHGuD2% ]8}51y8 ~MBPN4r ?3p7MjvZ 光栅结构参数 8;V9%h`P> 5nUJ9sqA K)BQ0v.:[ •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 |1RVm?~i •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。
fT|A^ •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。 Vv45w#w; •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 ocFk#FW
3f] ;y<Km 8.[F3Tk= 光栅#1 !R"W2 Z4h l2qvYNMw
@kqxN\DE O=A2QykV( jYFJk&c •仅考虑此光栅。 l! F$V;R •假设侧壁表现出线性斜率。 0RT 8N=B83 •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 =/!lK& •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 \</!kY*3@t Q$c6l[(g wSN9`" 假设光栅参数: lPZ(c%P •光栅周期:250 nm YV<y-,Io •光栅高度:660 nm #$I@V4O;# •填充系数:0.75(底部) }OpUG •侧壁角度:±6° U!aM63F3 •n1:1.46 C9!t&<\} •n2:2.08 "lI-/G :A8}x=K 光栅#1结果 C#kE{Qw10r >fH0>W+! X
zJ#)}f •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。 cZYy+ •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。 eDJnzh83 •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。 }a7d(7 BNfj0e 5b r5}p . QK]P=pE'C 光栅#2 CS7b3p!I IT| h;NUG
cx\E40WD ZnEgU}g<2 :_8K8Sa •同样,只考虑此光栅。 xMJ-= •假设光栅有一个矩形的形状。 ]9oj,k •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 =Z\q``RBy 假设光栅参数: $*C
}iJsF •光栅周期:250 nm zg2d}"dV •光栅高度:490 nm )Te\6qM •填充因子:0.5 o?baiOkH •n1:1.46 b~gq8,Fatb •n2:2.08 xV>
.] *~PB 光栅#2结果 >ywl()4O o?a2wY^_ (JbRhcg •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。 OxJHhF •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!M; ?Y •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。 (Y~/9a4X zJX Z0yRT
>!fTWdD^ 文件信息 WI1YP0V dpW`e>o
_{o 3 y"DZ .U{}N%S }hn?4ny QQ:2987619807 M(>74(}]
|