切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 光学系统设计：理论、仿真与系统检测 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) ZEMAX光学系统设计实战
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 光学设计与光学元件 CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命
    发帖 回复
    返回列表
    • 990阅读
    • 0回复

    [分享]衍射级次偏振状态的研究 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    在线infotek
    科学家
     
    发帖
    6409
    光币
    26190
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-06
    摘要 MR'o{?{e`  
    ] c}91  
    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。 uXQ >WI@eF  
    ]M,06P>?  
    W9J1=  
    概述 +`bC%\T8?  
    b X)|MiWI  
    0O2n/`'  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 znZ7*S >6\  
    •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。 y/_wx(2  
    •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。 S{p}ux[}=  
    noNm^hFL  
     `_ (~ Ud  
    ivrXwZ7jT  
    衍射级次的效率和偏振     :WXf.+IA  
    dEp/dd~(&  
    (:\LWJX0=  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 FfMnul  
    •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。 We`'>'W0  
    •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）。 8SnS~._9  
    •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。 [cU,!={  
    •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。 b>cafu  
     LxJ6M/".  
    &K:' #[3V  
    光栅结构参数 kI*UkM-  
    IlLn4Iw  
    *,#q'!Hq  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 D\]&8w6&  
    •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。 Q!CO0w  
    •因此，选择以下光栅参数： PDw{R]V+  
    - 光栅周期：250 nm (;6s)z  
    - 填充系数：0.5 ZL%VOxYqi  
    - 光栅高度：200 nm ValS8V*N1  
    - 材料n1：熔融石英 oL *n>dH  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） 3n(*E_n  
     K&pM o.  
    ER|!KtCSM  
    Q5E:|)G  
    偏振状态分析 p$!@I  
    %"7WXOv&z  
    {y);vHf$  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 ` %' z  
    •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。 /)1v9<vM"  
    •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。 yMIT(  
    Hc!!tbBQ  
     b!~TAT&8  
    B 1w0cS%%:  
    产生的极化状态 fykI,!  
    8[\ 79|  
     aR(E7mXQ  
    S|2VP8xY9  
     1=TSJ2{ 9  
    其他例子 +G!v!(Ob+  
    :Kay$r0+  
    Z>{*ISvpq  
    •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。 Pe,;MP\2  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 PHkDb/HIx|  
     <kc]L x  
    3bH5C3(u  
    >6K4b/.5w  
    光栅结构参数  M]0^ind  
    RV]a%mVlM  
    n2 na9dX)w  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 FuMq|S  
    •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。 M'|)dM|  
    •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。 S_T  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 `V~LV<v5  
     R"Y?iZed3  
    JFJIls  
    光栅＃1 -RCv7U`  
    (6#M9XL  
     n `#+L~X  
    El1:?4;  
    z[FI2jl  
    •仅考虑此光栅。 fB[\("+  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 +QupM  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 6BPAux.]  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 P7Z<0Dt\}  
     yr{5Rp05=  
    *?b@>_1K  
    假设光栅参数： toN  
    •光栅周期：250 nm s9:%s*$u  
    •光栅高度：660 nm 67ZYtA|t  
    •填充系数：0.75（底部） 6#?NL ]A  
    •侧壁角度：±6° <dJIq"){  
    •n1：1.46 ]g7HEB.Y  
    •n2：2.08 ) 1BiEK`v  
     oEPNN'~3  
    光栅＃1结果 xK=J.>h3  
    FB.!`%{  
    xtu]F  
    •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果，而Passilly等人发表的结果如右图所示。 (-#rFO5~l  
    •相比之下，这两张图都表现出非常好的相似性，尤其是图的轨迹。 B{N=0 cSi  
    •与参考相比，光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据，因此简化是必要的。     wC(XRqlE  
    cC' ^T6  
    b e_C>v  
    p( HyRCH  
    光栅＃2 s.bT[0Vl  
    `L+ ~&M  
     vsw7|  
     GW:\l~ d  
    ]zy~@,\  
    •同样，只考虑此光栅。 /H.(d 4C  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 gRw.AXR a  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ~t$mw,  
    假设光栅参数： <XY;fhnB  
    •光栅周期：250 nm L;nZ0)@@l  
    •光栅高度：490 nm S]5VEn;pV  
    •填充因子：0.5 vx PDC~3;  
    •n1：1.46 oMz/sL'u  
    •n2：2.08     nP5d?  
    ;7wwY$PBH  
    光栅＃2结果 $8EV, 9^U  
     Gmqs`{tc  
    v hR twi  
    •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% .Gi  
    •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。 .Kg|f~InO  
    •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。 P}+2>EU  
     W{L  
     b1eK(F  
    文件信息 'E@2I9Kj  
    >~.Zr3P6kC  
     (QA-"9v#i,  
    B#| Z`mZ  
     ],H1  
    QQ：2987619807 y*y`t6D  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表