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
    • 1282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
    科学家
     
    发帖
    6589
    光币
    27094
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-25
    摘要 ,_STt)  
    E?{{z4  
    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。 cR/-FR  
    OLThi[Yn  
    G~SgI>Q  
    概述 g_kR5Wxpt  
    n"[VM=YGI  
    [D8u.8q  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 gnW]5#c@  
    •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。 Xz,-'  
    •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。 X2X.&^  
    av-l_iE  
     C$9+p@G6  
    {o2pCH  
    衍射级次的效率和偏振     E5-f{Qc  
    {`2R<O  
    G+k[.  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 tY?_#rc  
    •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。 (8M^|z}q  
    •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）。 7+I%0U}m  
    •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。 wz!a;]agg  
    •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。 0* G5Vd  
     _cz&f%qr  
    yc./:t1at>  
    光栅结构参数 BXNt@%  
    ds@w=~  
    I)wjTTM5  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 L0v& m  
    •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。 oV4+w_rrLc  
    •因此，选择以下光栅参数： 4WK@ap-~  
    - 光栅周期：250 nm tc go 'V  
    - 填充系数：0.5 I6bekOvP  
    - 光栅高度：200 nm %Pr P CT  
    - 材料n1：熔融石英 "qL4D4  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） %9|}H [x  
     TTg>g~t`  
    t;[L-|^  
    %+PWcCmn  
    偏振状态分析 0_Gi1)  
    Mx ?{[zT"  
     2C9wOO  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 qT`sPEs;V  
    •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。 B;SN}I  
    •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@AHI!"h=V  
    DP2 ^(d<  
     vmI2o'zi  
    $=>(7 =l_  
    产生的极化状态 aq ~g 54  
    ;DMv?-H  
     |aH;@V  
    _%g}d/v}pO  
     Yg 8AMi  
    其他例子 `;[ j`v8O  
    y`"~zq0D  
    T[mo PD5  
    •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。 8&15k A  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 !Vtt.j &4  
     owClnp9K  
    aGK=VN}r  
    +Eil:Jz  
    光栅结构参数 g~ tG  
    K6#9HF'2I  
    5):2;hk  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 + y!B`'J  
    •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。 \Mk;Y  
    •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。 ->DfT*)  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 f_`gUMf  
     O'5d6m  
    kV@*5yc?R  
    光栅＃1 i ! wzID  
    d4"KM+EP?  
     ~z)diF<  
    1:-^*  
    v#iKa+tx  
    •仅考虑此光栅。 U#oe8(?#  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 TNs0^h)  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 az7<@vSXi  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 P0m;AqS#R  
     +P C<#  
    "y R56`=  
    假设光栅参数： Wsb=SM7;  
    •光栅周期：250 nm 0 S3~IeJ  
    •光栅高度：660 nm :tP:X+?O  
    •填充系数：0.75（底部） '}a[9v76  
    •侧壁角度：±6° Xg*IOhF6x  
    •n1：1.46 3VJoH4E!6  
    •n2：2.08 ".&x`C  
     h1 \)_jxA  
    光栅＃1结果 QJFx/zU  
    uq;,h46ki  
    b*4[)Yg4  
    •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。 rvT7 5dV0  
    •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。 >S /Zd  
    •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。     TGxspmY6  
    27b7~!  
    !:Lb^C;/  
    HR'r~ #j  
    光栅＃2 8Rq+eOP=S  
    (>m3WI$d  
     xwxMVp`|o  
     Lu&2^USTO  
    ${n=1-SMU  
    •同样，只考虑此光栅。 l" y==y  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 ~__]E53F  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ]a|3"DP5  
    假设光栅参数： }+U} [G  
    •光栅周期：250 nm y}jX/Ln  
    •光栅高度：490 nm t0Q/vp*/  
    •填充因子：0.5 zGFo -C  
    •n1：1.46 ARYqX\-e  
    •n2：2.08     oD,f5Ci-  
    B 95}_q  
    光栅＃2结果 Fy-+? ~  
     *JXiOs  
    DKL< "#.7  
    •同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 xw-x<7  
    •相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 i70TJk$fs  
    •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。 X<s']C9c  
    |RQ19m@  
     620y[iiK$  
    文件信息 jnFCt CB  
    2Mx9Kd'a r  
     ;i`X&[y;  
    S5ka;g  
     .fxI)  
    QQ：2987619807  "m3:HS  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表