-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2026-01-09
- 在线时间1913小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 9<3fH J?vq D0z[h(m 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。 34nfL: y bW=3X-)  @]p {%" $ 概述 YHMJ5IM@. {7;QZk( M U\Pggs
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 p1 ("
•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。 g:GywX W
•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。 AlkHf] oB
5)5yH bS
 # z7yoP C
,|9VH
衍射级次的效率和偏振 t)rPXvx}! #9~,d<H G?61P[j7
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 Rw FA
•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。 ]lqZ9rO
•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）。 rS8\Vf]F
•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。 Upcx@z J
•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。 !hHX8TD^J
 6NHP/bj<1V MUGoW;}v ) 光栅结构参数 }[h]z7e2S b?qV~Dg k` J@}PyS q
•此处探讨的是矩形光栅结构。 G6G-qqXy6
•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。 :8==Bu
•因此，选择以下光栅参数： USHQwn)%
- 光栅周期：250 nm \sfc!5G
- 填充系数：0.5 dQ9W40g1
- 光栅高度：200 nm H)EL0
Kv/
- 材料n1：熔融石英 FK94CI
- 材料n2：TiO2（来自目录） u3E =r
`%"x'B`mM  ,v#n\LD` Ei\>gXTH1- 偏振状态分析 g j]8/~lr X%kJ3{ UUb0[oy
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 m^3j|'mG
•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。 X.[bgvm~C
•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。 _\Z'Yl
dU2;
 5MKM;6cA&p a1/+C$
oB 产生的极化状态 r>TOJVT&] `h'=F(v(}
 v ?}0h5  Vsw: &$
kE8s])Z,+ 其他例子 :N "&o(^ p ]/[ji 2FV@ ?x0po
•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。 MPy> < J
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 4cM0f,nc+
H W,v "  BHYguS^ qz -!O8V 光栅结构参数 F]r'j
ZL $p&eS_f D!/ 4u0m
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 %#eQN
~
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 wU<j=lY?f
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 o?t H[
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 vCSC:
OVU )t] / x$JY\cq` 光栅＃1 '@h
~gGkw#
 ^bl w\;LB _KxR~k^ )oz2V9X{
•仅考虑此光栅。 $C fp1#
•假设侧壁表现出线性斜率。 Kg"eS`-
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 J'7;+.s(
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 ID! S}D
v1X[/ \;U Bp5ra9*5+~
假设光栅参数： ilHf5 $
•光栅周期：250 nm /F~/&p1<\k
•光栅高度：660 nm 3oH/34jj
•填充系数：0.75（底部） 8wOscL f:
•侧壁角度：±6° LP|YW*i=IQ
•n1：1.46 ruB D
^-
•n2：2.08 3W_7xL A
B@i%B+qCLv 光栅＃1结果 nGYi mRYO S7nx4c2xK~ ha=2isq
•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。 xT*c##
•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。 w4\
3*
•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。 eA-oqolY J` GL_@$q  eL(<p ] K/f-9hE F 光栅＃2 { AYW
C6Y
2y;vX|lX]
 Cb+$|Kg/"b
NW`.7'aWT 2gZp
O9
•同样，只考虑此光栅。 QSa#}vCp*
•假设光栅有一个矩形的形状。 Rk #'^ }
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 O_4B>
)zd
假设光栅参数： 43M.Hj]
•光栅周期：250 nm 7 g+T
•光栅高度：490 nm ~S;-sxoO0l
•填充因子：0.5 ;
YQB
•n1：1.46 7kE+9HmfMk
•n2：2.08 ([>__c/ Nd };9s8VZE 光栅＃2结果 H{=G\N{
`Ng Q>KV! 8zj&e8&v
•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。 js <Up/1
•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。 5o>`7(t`
•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。 qAH^BrJ
W&|?8%"l]
wLqj<ot 文件信息 f)z(9JJL
!8[A;+o3P
 KhB775 3I~.'>Pd
X 5
or5v QQ：2987619807 UhS:tT]7
|
