切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 1276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
     
    发帖
    6581
    光币
    27054
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-25
    摘要 6psK2d0  
    sMs 0*B-[  
    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。 P)7SK&]r;=  
    j@&F[r  
    m80QMosp  
    概述 jaFBz&P/#  
    "b|qyT* Sl  
    qMmh2a&  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 j2k,)MHu!x  
    •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。 at/besW  
    •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 rB< UOe  
    @m<xpe l  
    C Rw.UC\  
    diaLw  
    衍射级次的效率和偏振
    QZYD;&iY&  
    wS hsu_(i  
    |36d<b Io  
    •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 K.JKE"j)d  
    •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。 wHEt;rc(  
    •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)。 Vyf r>pgW1  
    •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。 q~ T*R<S  
    •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。 K\,)9:`t  
    u?&P6|J&  
    W{*U#:Jx1  
    光栅结构参数 d3St Z~&r!  
    Xt_8=Q  
    sV%<U-X  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 ^"(C Zvq  
    •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 a{GPAzO+  
    •因此,选择以下光栅参数: 9!NL<}]{  
    - 光栅周期:250 nm [h {zT)[  
    - 填充系数:0.5 7b_t%G"  
    - 光栅高度:200 nm LkK%DY  
    - 材料n1:熔融石英 0L S,(v4  
    - 材料n2:TiO2(来自目录) -B*= V  
    &'TZU"_  
    h.l^f>, /  
    6k|o<`~,  
    偏振状态分析 /q^)thJ~  
    g=XvqD<  
    )+OI}  
    •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 mCb(B48]%X  
    •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。 a`  s2 z  
    •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。 ^ Vso`(Ss  
    KLBU8%  
    lA<n}N)j  
    Nj rF":'Y  
    产生的极化状态 l=GcgxD+"d  
    u!hY bCB  
    C& BRyo  
    Vzn0;  
    Qz=F nR  
    其他例子 ($pNOG H  
    ywTt<;  
     Fku~'30  
    •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。 SR!EQ<  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 z$4g9  
    /99S<U2ej  
    BZ* ',\o  
    $P&{DOiKS  
    光栅结构参数 = .a}  
    n("Xa#mY[  
    LeRyS]  
    •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 I! eu|_cF  
    •由于应用的制造方法引起的,与所需的二元形状相比,结构表现出一些偏差:基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 c!*yxzs\  
    •由于缺少有关制造结构的细节,因此在VirtualLab中的模拟,我们进行了简化。 KSDz3qe  
    •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 &W+lwEu  
    kl%%b"h'  
    +O"!*  
    光栅#1 6B`XHdCq  
    'K&^y%~py,  
    ndg1E;>  
    !xk`oW  
    Z.'j7(tu  
    •仅考虑此光栅。 H1>~,zc>E  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 _/V <iv  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 (+uM |a  
    •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 0Xo>f"2<f  
    G\&9.@`k  
    ~wYGTm=(n  
    假设光栅参数: PL} Wu=  
    •光栅周期:250 nm C2}n &{T  
    •光栅高度:660 nm xB-\yWDZe  
    •填充系数:0.75(底部) 3E9 )~$  
    •侧壁角度:±6° 4fauI%kc  
    •n1:1.46 $ix:S$  
    •n2:2.08 @7UZ{+67*C  
    Znr6,[U+q  
    光栅#1结果 |BGB60}]f  
    7[=\bL  
    lCafsIB  
    •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。 CWT#1L=  
    •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。 `]~1pc  
    •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。
    H=lzW_(  
    P* X^)R  
    _E %!5u  
    K@%o$S?>z_  
    光栅#2 ly[j=vBV  
    7N:3  
    Gh%R4)}  
    Ec/&?|$  
    4y*"w*L  
    •同样,只考虑此光栅。 F $/7X~*  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 :2t0//@X  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 elJ?g &"  
    假设光栅参数: j(~e{HZ  
    •光栅周期:250 nm mH.c`*  
    •光栅高度:490 nm ,J6t 1V  
    •填充因子:0.5 8k{KnH  
    •n1:1.46 '4KN  
    •n2:2.08
    /a,"b8  
    h"0)g :\  
    光栅#2结果 NF "|*S  
    ($nQmr;t  
    8Z|A'M  
    •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。 &x?m5%^l  
    •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。 A"tE~m;"7  
    •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。 nsL"'iQ  
    0tKVo]EK  
    ~nJ"#Q_T  
    文件信息 ~P7zg!p/q  
    B>}B{qi|  
    jn +*G<NJ  
    *I:a \o~$[  
    lvAKL>qX  
    QQ:2987619807 _u3%16,o  
     
    分享到