-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-04-02
- 在线时间1761小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 $^F
L*w |kPjjVGF{ 光栅结构广泛用于光谱仪,近眼显示系统等多种光学系统。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态法(FMM),以简易的方式提供对任意光栅结构进行严格分析。在光栅工具箱中,可以在堆栈中使用界面或/和介质来配置周期性结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面非常人性化,并且允许生成更复杂的光栅。在该用例中,讨论了由FMM实现衍射级次偏振状态的研究。 AM4lAq_ K!c "g,S eM";P/XaX 概述 t'e1r&^:r~ n.&z^&$w\) RjC3wO:: •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 zO BLF|L= •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。 KTr7z^ •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。 v803@9@ !7C[\No(
]W^F!p~eC .gL%0 衍射级次的效率和偏振 YIjY? >/@wht4- j '
U]\]Wp •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 ZG29q> •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。 3K2B7loD)~ •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)。 ws1io. •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。 Y.XNA]| •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。 N8hiv'3
d??;r: cEI
"
光栅结构参数 a_jw4"Sb a8D7n Ea usj:I`> •此处探讨的是矩形光栅结构。 Q&j-a;L •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。 ! =(OvX_< •因此,选择以下光栅参数: b`a4SfbQS - 光栅周期:250 nm ?A4zIJ\ - 填充系数:0.5 S T#9auw - 光栅高度:200 nm 7s8-Uwl< - 材料n1:熔融石英 eh\_;2P - 材料n2:TiO2(来自目录) Q=YIAGK H7{)"P]{f Z3C]n,I .|\}]O` 偏振状态分析 /\L-y,>X PHQ7 RT+pB{Y •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 Db:^Omwo •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。 `_YXU •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。 Q]/ZVcoqo GkwdBy+
bwrM%BL -!o*A>N 产生的极化状态 e}f#dR+( 1SAO6Wh
@:,B /B; =Msr+P9Ai qQ&=Z`p! 其他例子 zR@4Z>6
]A?(OA xUW\P$ •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。 %C[#:>'+ •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 M `O=rH
} p!oO}gE NUO#[7OK+x o#Gf7.E8 光栅结构参数 \wZ
4enm qjr:(x / 1k)31GEQw •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 SEKR`2Zz, •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。 7sX#6`t •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。 $^TxLv •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 et`1#_o
3VZ}5 Oj=g;iY 光栅#1 a!@(bb
z> .8%&K0
$~3?nib"j EpW89X X-4(oE •仅考虑此光栅。 :$=]*54`T •假设侧壁表现出线性斜率。 <lkt'iT=Sz •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 :Bh7mF-1 •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 */_$' /qV }j)][{i*x `uwSxt 假设光栅参数: r@t
\a+
•光栅周期:250 nm W-RqooEv •光栅高度:660 nm +@^FUt=tq •填充系数:0.75(底部) u5.zckV •侧壁角度:±6° <B
Vx% •n1:1.46 +xL' LCx •n2:2.08 h
wi!C} BCmKzv 光栅#1结果 l NLa:j 2!)|B
;y K3*-lO:A9 •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 {1"kZL •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 gJH^f3 •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。 csFLBP 6Z@?W tjLG$M1z` ms&6N'] 光栅#2 .~a.mT ;S9
z@`a.
v t_lM *kt|CXxAS8 bXz*g`=; •同样,只考虑此光栅。 oe*fgk/o9 •假设光栅有一个矩形的形状。 F Jp<J •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 en"\2+{Cg 假设光栅参数: .wO-2h{Q •光栅周期:250 nm
/s~BE ,su •光栅高度:490 nm ]pWn%aGv*Y •填充因子:0.5 F AQx8P •n1:1.46 y&A&d- •n2:2.08 z%;_h- ^v&"{2 光栅#2结果 Doe:m#aNj 65vsQ|Zw ,`8:@<e •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。 U
UhlKV|5 •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。
6o1[fr •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。 +V9 (4la b5#Jo2C`AJ
z:8ieJ)C 文件信息 ]*X z~Ox2 <Zo{D |hW
!ir%Pz^) ?jU 3%" QuBA'4ht QQ:2987619807 #bS}?fj
|