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 光学设计仿真实验指导 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 京东年货节，领红包！更优惠！
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 现代光学设计及应用(Zemax) CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命(第2季)
    发帖 回复
    返回列表
    • 1300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
    离线infotek
    科学家
     
    发帖
    6613
    光币
    27214
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-25
    摘要 yC7lR#N8j0  
    B1TWOl?d{  
    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。 R]0tG   
    M=4`^.Ocm  
    Esf\Bo"  
    概述 ak zKX}  
    f1 `E-  
    nZ[`Yrq)0  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 AE=E"l1]  
    •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。 =lL)g"x X  
    •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。 ohi0_mBz  
    WQsu}_g5y  
     F!P,%Jm I<  
    r-,u)zf"  
    衍射级次的效率和偏振     \pXo~;E\  
    0F6~S   
    @4$la'XSx  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 .:=5|0m  
    •该效率值包括该特定级次的所有光的能量，但并不区分最终出现的不同偏振状态。 )B"E+Q'h{7  
    •在严格模拟光栅效率的过程中，例如利用傅里叶模态法，通过使用复数场求解均匀介质的波动方程（也称为亥姆霍兹方程）。 XRi37|p  
    •因此，对于每个衍射级次（𝑛）和偏振态，算法的结果以复数值瑞利系数给出。 ,3Nna:~f  
    •特定级次（𝑛）的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 o_&Qb^W  
     }brBhe8a  
    L&&AK`Ur3l  
    光栅结构参数 1V-sibE  
    s3=sl WY=  
    }j{Z &(K  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 '`j MNKn\  
    •为简单起见，选择光栅的配置，仅使反射中的零级次（R0）传播光线。 zZP&`#TAy  
    •因此，选择以下光栅参数： XW:%YTv  
    - 光栅周期：250 nm BzTzIo5  
    - 填充系数：0.5 `o21f{1]X&  
    - 光栅高度：200 nm p ^Y2A  
    - 材料n1：熔融石英 *A0*.>@N  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） l0eh}d  
     rLA^ &P:  
    zEDN^K '  
    9[h8Dy  
    偏振状态分析 3|D.r-Q  
    1z_1Hl  
    U5[r&Y D  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 @>+`1C  
    •如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 d3NER}f4V  
    •为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 AJ z 1    
    >J{e_C2ZS  
     9Dd`x7$ a  
    *!yA'z<  
    产生的极化状态 ,mM7g  
    a\KM^jrCD  
     #wJ^:r-c`  
    S$/SFB$)~W  
     [XkWPx`  
    其他例子 \_7'f  
    ;A0ZcgF  
    BwVq:)P/R  
    •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。 B5[As8Sa  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 cbW=kQc_  
     7A{Z1[7  
    _)6r@fZ.p  
    JY%l1:}G3  
    光栅结构参数 o;>qsn8  
    G<Urj+3/Xo  
    H %ScrJ#V  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 c_Iq!MH  
    •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。 G6qFAepwi  
    •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。 q[x|tO  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 _p<wATv?7t  
     5kCXy$"%  
    Rb0{W]opt+  
    光栅＃1 (]-RL A>  
    ]'Gz~Z%>F  
     =-avzuy#  
    NKRm#  
    RY\ 0dv>  
    •仅考虑此光栅。 K14v6d  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 W+Ou%uv}S  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 10tTV3`IM  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 #-l+c u{  
     l0E]#ra"  
    ()Q q7/  
    假设光栅参数： Q)5V3Q]@^  
    •光栅周期：250 nm &Y3ZGRT  
    •光栅高度：660 nm %0vWyU:K9  
    •填充系数：0.75（底部） 6 kD.  
    •侧壁角度：±6° \ *A!@T  
    •n1：1.46 oVd7ucnK  
    •n2：2.08 M2nUY`%#v  
     -X-sykDm  
    光栅＃1结果 '@1C$0tx  
    )GOio+{H  
    W)L*zVj~  
    •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果，而Passilly等人发表的结果如右图所示。 xrkR)~ E  
    •相比之下，这两张图都表现出非常好的相似性，尤其是图的轨迹。 xEufbFAN?  
    •与参考相比，光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据，因此简化是必要的。     k|$?b7)"@  
    QE721y   
    .&n! 4F'  
    yoM^6o^,D  
    光栅＃2 UD Pn4q  
    v=DC3oh-  
     #P {|7}jk  
     Y4[oa?G  
    S$4 6YQ  
    •同样，只考虑此光栅。 -*qoF(/U  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 (~fv;}}v  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 wGWv<<Qw"  
    假设光栅参数： z Ece>=C  
    •光栅周期：250 nm sAnb   
    •光栅高度：490 nm t(}g;O-  
    •填充因子：0.5 ~VV$wU!A  
    •n1：1.46 |Z8Eu0RSb  
    •n2：2.08     c7nbHJi  
     vSo1WS  
    光栅＃2结果 2"WP>>b80  
     ,x?Jrcx~'C  
    Kd*=-  
    •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。 r(rT.D&  
    •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。 D58RHgY[  
    •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。 Y/ %XkDC~  
    \5j#ad  
     N|/gwcKe  
    文件信息 _/YM@%d  
    c GyBml1  
     }/ Qj8l.  
    nd w&F'.r  
     5ka6=R(r  
    QQ：2987619807 1?G%&X@ X  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表