-
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 \:>GF-Z( Xvy3D@o 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。 [C1.*Q+l b6KO_s:'g -+1_ 1! 概述 tJ:]ne Hn~=O8/2 ]/byz_7] •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 lw/zgR#| •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。 Qsv3`c •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。 hC1CISm.U y3!r;>2k=
]J<2a`IK! S"t6 *fWr 衍射级次的效率和偏振
D,cGW,2Nv 8sMDe' _<;;CI3w •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 -TIrbYS` •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。 :exgdm;N •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)。 ;ZnSWIF2 •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。 jC<1bf$K •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 lr>:S
E0F8FR' <i~O0f] 光栅结构参数 [V vTR#^ +y%"[6c| N(*Xjy+PX •此处探讨的是矩形光栅结构。 T6T3:DG_B •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线。 ;rBd_ •因此,选择以下光栅参数: ].E89 _|O - 光栅周期:250 nm 5U%J,W - 填充系数:0.5 e_eNtVq - 光栅高度:200 nm I``S%`h - 材料n1:熔融石英 &ZkY9XO - 材料n2:TiO2(来自目录) OR{<)L YIP /N d!BQ%a M8 4{u!>[ 偏振状态分析 +>zjTP7\e" 0D x,)C
dv?ael^ •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 +I>u${sVx* •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。 M4%u~Z:4h+ •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。 (s:ihpI B=0U^wL
X#625h B=EI&+F+ 产生的极化状态 L5+X& U8f!yXF'
ySfot`LQ *u?QO4> DC&3=Nd 其他例子 (8Q0?SZN 4rcNBmA, ~0;l\^ •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。 @W4tnM,# •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 ]lT8Z-h@ we4k VAn K;:_UJ>t ^M:Y$9r_s 光栅结构参数 Dd: TFZo pKxsK^O5[ -qI8zs$:5 •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 k-:wM`C •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。 }9Th` •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。 TFfV?rBI •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 S.<aCN<@
)bd)noZi 3/aK#TjK 光栅#1 mJ_5Vt= qjcPJ
bvay7 cEdf&*_-'I [~aRA'qJ{V •仅考虑此光栅。 Qu
x1N •假设侧壁表现出线性斜率。 vz$_Fgsc. •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 h_( #U)z_3 •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 Mr0<b?I kFRl+,bi~ ifXGH>C 假设光栅参数: pmWt7 } •光栅周期:250 nm O(R1D/A[ •光栅高度:660 nm NsPAWI|4 •填充系数:0.75(底部) VRb+-T7" •侧壁角度:±6°
46^9O
5J •n1:1.46 6YHQ/#'G~ •n2:2.08 3}7`?$5 *(,zPn, 光栅#1结果 rN3qTp ,+d\@ : #JAy •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 +HXR ))X •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 V
6*ohC: •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。 mTj?W$+r Q)IL]S '^{:HR#i rA\6y6dFs 光栅#2 t'e\Z2 >1$vG
A_4.>g !RXG{1: b2tUJ2p •同样,只考虑此光栅。 #Q]^9/;|4n •假设光栅有一个矩形的形状。 ?mA%`*=q •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 {f(RY j 假设光栅参数: ^vY[d]R _\ •光栅周期:250 nm \) FFV-k5 •光栅高度:490 nm Q,m&XpZ •填充因子:0.5 W=S<DtG2 •n1:1.46 6IPQ}/l •n2:2.08 xXRlQ|84 uxOeD%Z> 光栅#2结果 FK+`K< vTl7x JW}O`H9 •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。 tW
-f_0a. •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。 @2;/-,4O •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。 '@{Mq%` aGml!N5'
&cSZ?0R 文件信息 _/5#A+ ? s L=}d[
ZnAXb S )j+G4 y,xJ5BI$ QQ:2987619807 =L]GQ=d
|