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摘要 KzV 2MO-$ m@Rtlb 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。 g[[;w*;z )Xt n k  A/}W&bnluD 概述 !. T LW 5Qh?>n>* . (}1%22
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 }4//@J?:
•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。 Ul+Mo&y-
•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。 % $5H!!~o
E 3aDDFDH
 N?P%-/7 <RNJ >>0
衍射级次的效率和偏振 jE\Sm2G9 ep/Y^&$M rXfy!rD_P_
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 S* *oA 6
•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。 N!2Rl
•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）。 Ch \&GzQ
•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。 kwpK1R4zs
•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。 "Wo,'8{v
 Z\}K{# :'iYxhM.V 光栅结构参数 'T<iH V& G 2!xPHz J M- t<.
•此处探讨的是矩形光栅结构。 ~m^ #FJu
•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。 %zk$}}ti.
•因此，选择以下光栅参数： re?s.dj T
- 光栅周期：250 nm :Bu2,EL*O
- 填充系数：0.5 f"1>bW>R+
- 光栅高度：200 nm \*f;X aa
- 材料n1：熔融石英 '6y}ZE[
- 材料n2：TiO2（来自目录） Y 5ZZ3Ati
<Z}SKR"U%  4k-+?L!/G D,qu-k[jMI 偏振状态分析 3psU ?8( 5NoI ~X= u VyGk~
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 G)v
#+4
•如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 kHw_ S-
•为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 R218(8S
'R`tLN
 ^sN ( ABE@n%|` 产生的极化状态 '52~$z#m ]0hrRA`
 |sRipWh  $un?0S
)XcOl7XLN 其他例子 NT@;N /I iu&wO<)+? !aO` AC=5u
•为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 ;4N; D
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 ;qH O OT
dT,o=8fg  )jrV#/m9 V,rq0 xW 光栅结构参数 U- )i+}Ng 0 d8%T<=J <! )**
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 A\8}|r(>9E
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 F 8B#}%JE
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 .9Y)AtJTS
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 y~()| L [
 yR(x+ Gs{] ?QE,;QtpK 光栅＃1 6 G=j6gK%P
8Q_SRwN
 E@7J:|.)R Y ')x/H kbM3
•仅考虑此光栅。 HRB<Y
mP@
•假设侧壁表现出线性斜率。 L:@7tc.
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 pAT7 )Ch
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 \7CGUB>L
K tNY_&xd 9k{PBAP
假设光栅参数： w *R$o
•光栅周期：250 nm _a1x\,R|DB
•光栅高度：660 nm ..rOsg{
•填充系数：0.75（底部） V kZ7#
•侧壁角度：±6° +SwR+H)?
•n1：1.46 KEWTBBg
•n2：2.08 B
~O Z2-~
T#>7ub 光栅＃1结果 P#AW\d^"B -Z's@'* thhwN
A
•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。 - \C!I
•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。 jYKor7KTqT
•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。 1YH+d0UGn <i,U )Tt^C  U*) 8G 9Q"'" b*?z 光栅＃2 NX}<*b/
<~WsD)=$
 {E@Lft-
A B4(+S*LA =uS9JU ^ E
•同样，只考虑此光栅。 ^0 -:G6H
•假设光栅有一个矩形的形状。 Ftr5k^!
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 9E6_]8rl
假设光栅参数： o,)?!{k}
•光栅周期：250 nm #)nSr
•光栅高度：490 nm }"|K(hq
•填充因子：0.5 ajEjZ6
•n1：1.46 n^g|Ja
•n2：2.08 ]iU x p+ 9?SZN L['V 光栅＃2结果 x U4 +|d
k=jk`c{<[ 6}!#;@D~
•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。 xsD($_
•相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 =o$sxb
E(
•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。 ~GZY 5HF
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r5v< 文件信息 E4M@WNPx
eLfk\kk]Pc
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@fl-3q QQ：2987619807 G6$kv2(k`@
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