-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-11-17
- 在线时间1888小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 1}`2\3, &h\7^=s. 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。 <M=';h^w2 s_TD4~
$  ~C0 Pu.{o 概述 ) ,yH= 6 &"xQ~05
=A j"j-r&{
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 8+&gp$a$
•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。 } +1'{B"I
•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。 =88t*dH(,"
#sS9vv7i
 6vF/e#}, v O PMgEI
衍射级次的效率和偏振 4'` C1 a ;c$ @@ l *N`;I@Q"[
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 Fk aXA.JE
•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。 UP?D@ogl<
•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）。 tR5tPPw
•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。 /-><k,mL?
•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。 -nOq \RYV
 my4\mi6P =D}4X1l 光栅结构参数 ",T` \8&@e i2 `# -IbbP uRq
•此处探讨的是矩形光栅结构。 ' Wtf> `
•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。 Y| :YrZSC
•因此，选择以下光栅参数： UTvs
|[
- 光栅周期：250 nm VE*j*U
j
- 填充系数：0.5 uS&LG#a
- 光栅高度：200 nm Hk~k@W ft
- 材料n1：熔融石英 LfHzT<)|
- 材料n2：TiO2（来自目录） A*R n <{U
] {Z8  qrp b[)Ll 5=Suj*s{D# 偏振状态分析 8ZW?|-i /7x\;&bc z,avQR&
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 :pb67Al29
•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。 ~o i)Lf1
•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。 ODek%0=
+v!v[qn
 jFG5)t<D obj!I 7 产生的极化状态 e6 2y BKX 9 SL]
 >(OYK }ZN  \q,s?`+B
i%MA"I\ 9 其他例子 dqx d3,Z g}m+f] | c_Tzyh7l4
•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。 Qm; BUG]
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 JN|VPvjE
> T QZk4$  rd">JEK;; xD4$0Ppu 光栅结构参数 +aj^Cs1$ rFfy#e 0E1=W 6UZ
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 Z}+ yI,
•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。 [Y$V\h=V
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 Z(`r -}f I
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 @/ k x
er
 5uttv:@= _Z.cMYN 光栅＃1 ;iQp7aW{$
GG+5/hU
 Z\' wm' {>h97}P }PZ= `w*O
•仅考虑此光栅。 : ~D]; m
•假设侧壁表现出线性斜率。 ABZ06S/
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 Hd374U<8]T
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 rREzM)GA
<sc\EK nP ;;MX:B
假设光栅参数： -X8eabb
•光栅周期：250 nm LipxAE?O
•光栅高度：660 nm k}U
JVH21k
•填充系数：0.75（底部） )88nMH-
•侧壁角度：±6° Um\0i;7 ~4
•n1：1.46 ;s }3e#$L
•n2：2.08 $ rB6<
i. M2E$b| 光栅＃1结果 LABNj{=D! 'hF@><sqk yd*3)6=
•左图显示的是使用VirtualLab获得的结果，而Passilly等人发表的结果如右图所示。 Sr"/-
•相比之下，这两张图都表现出非常好的相似性，尤其是图的轨迹。 @)b^^Fp
•与参考相比，光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据，因此简化是必要的。 0+j}} ; s!de2z  UJn/s;$.e ESv:1o`?n 光栅＃2 ) Fx ?%
SX_ 4=^
 OpQ8\[X+
%t[K36,p {(Fe7,.S3
•同样，只考虑此光栅。 ^/a*.cu
•假设光栅有一个矩形的形状。 o|rzN\WJn
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 k!owl+a
假设光栅参数： v ): V
•光栅周期：250 nm 4| f}F
•光栅高度：490 nm ,ux+Qz5(
•填充因子：0.5 Ag6uR(uI
•n1：1.46 %Rarr
•n2：2.08 rN#\AN agT7=hX]. 光栅＃2结果 &D*8l?A/1f
7"K^H]6u30 ~!] m6 /
•同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 !Rqx2 Q
•相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 /[?Jylj
•与参考相比，光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 m[rL\](-
DY. 58IHg1
 [b;Uz|o 文件信息 ET+'Pj3
k FLT!k
 jCQho-1QN *~;8N|4<
3+9
U1:1[. QQ：2987619807 ERC<Dd 0
|
