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) ZEMAX光学系统设计实战
    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
    • 1272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
    6569
    光币
    26994
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-25
    摘要 t Sf`  
    S}cm.,/w  
    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。 - '5OX/Szq  
    SpUcrK;1  
    oXkxd3  
    概述 <U]#722  
    ,4%'~8'3  
    ;1 02ddRV  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 29=L7  
    •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。 1JoRP~mMxa  
    •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。 ]%5DuE\M8\  
    Zj8aD-1]U^  
     ! G+/8Q^  
    ii@O&g  
    衍射级次的效率和偏振     O{9h'JU  
    Q[k7taoy  
    K-nf@o+  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 \'40u|f  
    •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。 v+|N7  
    •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）。 ^KJIT3J(#  
    •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。 ZrFC#wJb  
    •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。 43Yav+G(+  
     J$?*qZ(oO  
    $Y4;Xe=  
    光栅结构参数 217KJ~)'  
    O`hOVHD Q  
    vO2o/   
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 dZ7+Iw;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。 ~a5p_xP  
    •因此，选择以下光栅参数： ?b~Vuo  
    - 光栅周期：250 nm ~sQN\]5VW  
    - 填充系数：0.5 /)PD+18  
    - 光栅高度：200 nm 6 /Apdn1[  
    - 材料n1：熔融石英 DT@6Q.  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） RYaf{i`  
     <"@~  
    B;?"R  
    3~4e\xL  
    偏振状态分析 E VBB:*q6  
     wNW9xmS  
    i(JBBE"  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 z2&SZ.mk  
    •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。 RTNUHz;{L  
    •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。 cRX0i;zag  
    z1ltc{~Z  
     pCNihZ~  
    )dJaF#6j  
    产生的极化状态 vvLm9Tw  
    hp}J_/+4n  
     '@u/] ra:  
    EW{z?/  
     V$+xJ  m  
    其他例子 })|+tZ  
    6v0^'}  
    $LZf&q:\]*  
    •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。 DA@YjebP'  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 85l 1  
     tqIz$84G  
    IBWUeB:b  
    a2*WZc`  
    光栅结构参数 Xz0jjO,  
    SU9#Y|I  
    W 0Q-&4  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 :QsGwhB  
    •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。 T"'"T]^ X  
    •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。 I-i)D  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 SG8H~]CO)  
     50(/LV1  
    qu8i Jq  
    光栅＃1 /J8AnA1  
    viAvD6e  
     FK{ YRt  
    UnZ*"%  
    =eSG7QfS  
    •仅考虑此光栅。 7ju7QyR  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 y>u+.z a|  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 |^Z1 D TAw  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 %lV&QQa  
     R)t"`'6|  
    rSB"0 W7  
    假设光栅参数： {SW104nb&#  
    •光栅周期：250 nm J /'woc  
    •光栅高度：660 nm S)z jfJR  
    •填充系数：0.75（底部） fSl+;|K n  
    •侧壁角度：±6° !'B.ad  
    •n1：1.46 : KZI+  
    •n2：2.08  "=H7p3  
     \CB{Ut+s  
    光栅＃1结果 bc5+}&W  
    ?};}#%971  
    BXaA#} ;e  
    •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。 yEtSyb~GK  
    •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。 =+97VO(w]G  
    •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。     e6k}-<W*q  
    X^?<, Y)1.  
    xzy7I6X  
    ];^A8?  
    光栅＃2 6 EE7<&  
    Rs{L  
     k _hiGg  
     ${KDGJ,^  
    >c\'4M8Cz  
    •同样，只考虑此光栅。 ;Mc\>i/  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 E*7B5  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 E$34myOVf  
    假设光栅参数： w]UYD;f  
    •光栅周期：250 nm +%6{>C+bZo  
    •光栅高度：490 nm p(%7|'  
    •填充因子：0.5 -Uq I=#  
    •n1：1.46 Gk8"fs  
    •n2：2.08     5P -IZ8~$  
    ]o_Z3xXUa  
    光栅＃2结果 4/S 4bk*8  
     v@LK3S/!3  
    EkEM|<GNd  
    •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。 5l2Ph4(  
    •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。 ]/HSlT=  
    •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。 AR]y p{NS  
    RhnSQe  
     -wC;pA#o  
    文件信息 WHqp7NPl  
     ]P(:z  
     "dXRUg"  
    ?2%d;tW  
     bAeC=?U  
    QQ：2987619807 Va\dMv-b  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表