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
    • 1293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 gFlUMfKh  
    7(c7-  
    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。 A (z lX_  
    9NXf~-V-  
    {"hX_t  
    概述 Q${0(#Nu  
    1}nrVn[B9  
    *9.4AW~]X  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 V ':?rEN|  
    •为此，如示意图所示，在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 '| (#^jAj  
    •为了在特定示例中讨论该主题，在第二部分中根据Passilly等人的工作（2008年）选择光栅配置和相应参数。 yneIY-g(p  
    )fSO|4   
     l]tda(  
    b.HfxYt(  
    衍射级次的效率和偏振     '4 T}$a"i  
    *b#00)d  
    1N8gH&oF  
    •通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 NKyaR_q`  
    •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。 lS<T|:gz@  
    •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）。 aVTTpMY  
    •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。 oAaUXkQE  
    •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。 T^FeahA7;  
     cb|cYCo5  
    *$+k-BV  
    光栅结构参数 M.B0)  
    EG=~0j~  
    *^agwQ`  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 [!Uzw 2  
    •为简单起见，选择光栅的配置，仅使反射中的零级次（R0）传播光线。 `-Yo$b;:  
    •因此，选择以下光栅参数： fePt[U)2  
    - 光栅周期：250 nm ?[<C,w~$`  
    - 填充系数：0.5 D}4*Il?  
    - 光栅高度：200 nm { |dU|h  
    - 材料n1：熔融石英 e'%"G{(D  
    - 材料n2：TiO2（来自目录） 4rX jso|  
     qu>5 rg-  
    ;&="aD  
    fd Vye|%  
    偏振状态分析 %K@s0uQ  
    79}voDFd  
    E1'| ;}/  
    •使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 7,vvL8\NHu  
    •如上所述，瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 VI:EjZ/|a  
    •为了得到瑞利系数，请在光栅级次分析器中选中单个级次输出，并选择所需的系数。 z +NxO !y  
    >b^|SL  
     a3i;r M2  
    . Y@)3  
    产生的极化状态 LHy-y%?i  
    sqKLz  
     G3 h&nH,>  
    e[5= ?p@|  
     -v]v m3Na  
    其他例子  k2]Q~  
    Gvo|uB#  
    1rhEk|pGZ  
    •为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 ZAK NyA2  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 L H>oG$a  
     ZH o#2{F  
    e G8Zn<:s  
    ^Ob#B!=  
    光栅结构参数 '3n?1x  
    ;{@jj0h;  
    .)eJL  
    •在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 6x6xv:\  
    •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。 4 VPJv>^  
    •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。 j?eWh#[K"  
    •当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 CuS"Wj  
     hu=b ,  
    I\8f`l  
    光栅＃1 49/j9#hr  
    R9dC$Y]\M  
     ^M51@sXI7  
    C}})dL;(  
    CBj&8#8Z  
    •仅考虑此光栅。 `#v(MK{9+V  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 $s[DT!8N  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 Muhq,>!U  
    •为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 gy%/zbZx  
     PA=.)8  
    WKHEU)'!  
    假设光栅参数： xt{f+c@P  
    •光栅周期：250 nm d{~5tv- H  
    •光栅高度：660 nm $ N7J:Q  
    •填充系数：0.75（底部） h[Hn*g  
    •侧壁角度：±6° AdCi*="m  
    •n1：1.46 ;p$KM-?2D  
    •n2：2.08 #gHs!b-g@  
      xr }jw  
    光栅＃1结果 Jl,mYFEZ  
    !'ylh8}  
    hM": ?Rx  
    •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果，而Passilly等人发表的结果如右图所示。 #fF~6wopV  
    •相比之下，这两张图都表现出非常好的相似性，尤其是图的轨迹。 ^5"2s:vP  
    •与参考相比，光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据，因此简化是必要的。     Y<A593  
    ^CZ)!3qd1  
    )ifEgBT  
    Oyfc!  
    光栅＃2 kX\\t.nH  
    ]["=K!la:  
     !!WSGZUR  
     2E@ !  
    cqr4P`Oj  
    •同样，只考虑此光栅。 3A~53W$M  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 .6@qU}  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ]i}3`e?  
    假设光栅参数： Do&em8i z  
    •光栅周期：250 nm 6b-j  
    •光栅高度：490 nm jK#[r[q{  
    •填充因子：0.5 )^G&p[G  
    •n1：1.46  P[l?  
    •n2：2.08     L`fDc  
    #U46Au  
    光栅＃2结果 > @Ux8#  
     ` 0YI?$G1  
    ws{2 0  
    •同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 yNw YP%"y  
    •相比之下，这两张图再次表现出非常好的匹配，尤其是图的轨迹。 ddf# c,SQ  
    •与参考相比，光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 /& qN yo  
    h4j{44MT  
     h{ &X`$  
    文件信息 (#4   
    YW|KkHi*  
     b~M3j&  
    F<KUVe  
     Cg~GlZk}  
    QQ：2987619807 NAy3Zd}  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表