-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-12-09
- 在线时间1894小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 q]y{
4"=5 %O>_$
4q 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。 \ Zn~y--Z 3[%n@i4H|  <"LA70Hkk 概述 @%6"xnb ` |1/?>=dDm +^%0/0e
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 z>spRl,dr
•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。 kX:8sbZ##4
•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。 H7Pw>Ta ;
No]#RvEd3
 zB qNE` Z'c9xvy 5
衍射级次的效率和偏振 h9 + 7 6 1xsB@D !:1BuiL
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 IZZ
$p{
•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。 gE6{R+sp
•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）。 # LG<o3An
•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。 szy2"~hm
•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。 OC `Mzf%.
 J8DKia|h( N\ zUQ
J 光栅结构参数 Kj |\ALI': >7QC>ws% 7*47m Jyc
•此处探讨的是矩形光栅结构。 6,skF^
•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。 ,v(ikPzd
•因此，选择以下光栅参数： 4 9 1 1
- 光栅周期：250 nm <;NxmO<%\
- 填充系数：0.5 k T&GsR/
- 光栅高度：200 nm 2Vg+Aly4D
- 材料n1：熔融石英 r6}-EYq=
- 材料n2：TiO2（来自目录） DcZ,a E]
g|)yM^Vqr6  R%;dt<Dh ]#J-itO 偏振状态分析 mB*;> f _ > lz t` zPx#])
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 =|q@ Q`DB
•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。 4 J2C# Cs
•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。 @Y+ 9")?
aX35^K /
 _MUS XB' 6/L34VH 产生的极化状态 2QV|NQSl +K"d\<
 /3 d 6 Og  S{qsq\X
9 H~OC8R: 其他例子 fb|lWEw5h. s C? -L f_tC:T4a
•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。 /Q VhT
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 I>spJ5ls
-&r A<j  RMBPm*H 'E#Bz"T 光栅结构参数 g}*F"k 4j rs:a^W5t YRJw,xl
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 ~.8p8\H
•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。 %weG}gCM
•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。 ~ ^) 4*@i6
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 mO^vKq4r.
 k54V h=p 47
9yG/+\ 光栅＃1 of?'Fr U
VY'1
$
 A \~tr 0o-KjX?kP g; G.uF&
•仅考虑此光栅。 {~eVZVv
•假设侧壁表现出线性斜率。 u6~/"
_FwY
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 wm_o(Z}
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 Y`
tB5P
l*<RKY8 !;;WS~no3
假设光栅参数： :/FT>UCL
•光栅周期：250 nm ;Fm7!@u^0
•光栅高度：660 nm e'1}5Ky
•填充系数：0.75（底部） %P-z3 0FHp
•侧壁角度：±6° eEMU,zCl
•n1：1.46 zsha/:b
•n2：2.08 53X5&Bwh
jsnk*>j 光栅＃1结果 W\J wEb9Y m8<l2O=m \v[?4 [
•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。 <GRrw
•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。 V<G=pP C'H
•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。 AF-uTf UBve a(z-#  *S=zJyAO l<=Y.P_2 光栅＃2 \t\ZyPx n
0'4V *Y
 E]j2%}6Z%
QAmb_:^"d !L_\6;aP,x
•同样，只考虑此光栅。 %vFoTu)2
•假设光栅有一个矩形的形状。 Z 361ko}
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 Q7@.WG5
假设光栅参数： c @~j}(A
•光栅周期：250 nm ^+zhzfJ
•光栅高度：490 nm p8a \> {
•填充因子：0.5 1lLL9l{UVw
•n1：1.46 ([a[ fi
•n2：2.08 Pf?y!d K < vTY+J$N__ 光栅＃2结果 Km9Y_`?
`8rI nfV R#UcwX}o
•同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 0755;26Bx
•相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 *Af:^>mh
•与参考相比，光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 {(MC]]'?
8rx"D`{|
 &E&e5(&$ 文件信息 ll P
5
:;(zA_-
 R"`7aa6 w0i v\yIRQ
\E3e vU
QQ：2987619807 "=97:H {!
|
