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摘要 n&A'C\ ?uMQP NYs 复杂光学光栅结构被广泛用于多种应用,如光谱仪、近眼显示系统等。利用傅里叶模态法(FMM,或称RCWA) VirtualLab Fusion 提供了一种用于任意光栅结构严格分析的简单方法。利用图形用户界面,用户可以设置堆栈的几何形状,从而产生复杂的光栅结构。本案例主要集中于具有二维周期光栅结构的配置。 >&!RWH9*q
#Km:}= 1. 本案例主要说明: P=1I<Pew 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过:
y<C<_2 - 基于介质的定义类型 k=GG>]<i - 基于表面的定义类型 bqQq=SO 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。 yz2Ci0Dwy 注意:在VirtualLab中,具有二维周期性的光栅结构称作3D光栅。因此,层状光栅(一维光栅)被称为2D光栅。 G^"Vo x4 Ej7 /X ~ 2. 光栅工具箱初始化 nL:SG{7 初始化 hXGwP4 - 开始→ RI2f`p8k 光栅→ *._|- L 一般光栅光路图(3D光栅) (Z5##dS3 fSDi-I
s_.]4bl.8 注意:对于特殊类型的光栅,如柱状光栅,可以直接选择特定的光路图。 8.bKb<y +h_ !0dG 3. 光栅结构配置 6!^[];%xN 首先,必须先定义基底的厚度与材料 $BmmNn# 在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义
fI\9\x 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 `"@ X.}\ 例如,堆栈选择附属在第一表面。 _lW+>xQ 'Pvm8t 基于介质的定义类型 @Mvd'.r<; (例如:柱状光栅) r6'UUu 1. 堆栈编辑器 /=uMk]h 在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。 Z>)][pL 为了以特殊材料定义光栅,必须添加两个平面界面作为边界。 `]Bxn)b( 3?E8\^N\n
{K#NB_*To :R):b 两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。 7j7e61
Ax 通过使用后者,可以非常有效地描述复杂的光栅结构,如柱状光栅。、 ``ekR6[ 8c 2k6 X, L}#0I+Ml7 2. 柱状光栅介质 2wqk,c[] 在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。 *c[2C 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 "!K'A7.^
5BR5X\f0 在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 63?)K s 在堆栈编辑器的视图中,不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 6a}"6d/sTL 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 x ]5@>5 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。
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选中的界面以红色高亮显示。 FI8Oz, 此外,这里不能定义光栅前面的介质(后一个界面后面)。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 0tk#Gs[
:`)~-`_ 可以在光学设置编辑器中更改此材料。 gfU-"VpHE gqib:q;r g/=K. 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 c^8o~K>w84 对于具有二维周期性的光栅,周期必须在x和y方向上定义。 ydv3owN 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 {5*|C-WWtG ZV}X'qGaq 3. 柱状光栅介质参数 !2:3MbtR 通过以下参数定义柱状光栅: \bCX=E-
z<gu00U7 基材(凹槽的介质) ~{>?*Gd&T 柱状材料(脊的材料) 9@$,oM= 柱的形状(矩形或椭圆形) $V6^G*Q x方向(水平方向)柱距 b=a!j=-D y方向(垂直方向)柱距 CBf7]n0H 行移(允许行位移) K7I&sS^x 光栅周期在x和y方向 &$`hQgi ?B.~AUN 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 l6[lJ0Y 因此,它不能单独设置,框显示为灰色。 o-7>eE}+ .'[/|4H 8|twV35 4. 高级选项&信息 uQLlA&I" 在传播菜单中有几个高级选项可用。 ^C&+
~+ propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?(KvQK|d4 可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 D}Ilyk_uUw 这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。 q&'Lbxc>c
#iSFf 相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。 .DJDpP)M Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 A CNfS9M_w 层分解和过渡点分解设置可用于调整结构的离散性。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 z/ & |