-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-04-23
- 在线时间1766小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 Xg)8} 7 U enr9)M 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。 28MMH
Q @*6fEG{,q  ^m>4<~/ 概述 \-\>JPO~< 1dH|/9 l1 +l@r\
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 fUT[tkb/!
•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。 EZUaYp ~M
•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。 9[0iIT$q$
ZEqW*piI
 /$~1e7 W FQZ*i\G>>
衍射级次的效率和偏振 f}:C~L! aacy5E qE )FQeN
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 "5hk%T '
•该效率值包括该特定级次的所有光的能量，但并不区分最终出现的不同偏振状态。 _7Y
h[I4
•在严格模拟光栅效率的过程中，例如利用傅里叶模态法，通过使用复数场求解均匀介质的波动方程（也称为亥姆霍兹方程）。 ? x)^f+:9|
•因此，对于每个衍射级次（𝑛）和偏振态，算法的结果以复数值瑞利系数给出。 -Jd|H*wWo
•特定级次（𝑛）的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 1Bh"'9-!JT
 ,Z `}!%? \""^'pP@ 光栅结构参数 D!j/a!MaKk 8g#$Y2P iJs~NLCgVu
•此处探讨的是矩形光栅结构。 I7ao2aS
•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。 sy&[Q{,4
•因此，选择以下光栅参数： i)i>Ulj*i
- 光栅周期：250 nm ~A0]vcP
- 填充系数：0.5 4 Gu'WbJ
- 光栅高度：200 nm `+H=3`}X
- 材料n1：熔融石英 xR+ vu>f
- 材料n2：TiO2（来自目录） CoN[Yf3\
C= ?S  &^=Lr:I ;_ }pI O 偏振状态分析 ]S2rqKB c{q+h V= 77RZ<u9/`
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 kg/ B<w'
•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。 "j>X^vn
•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。 `PWKA;W$0
.D*Qu}
 eg[EFI.h w kg4I . 产生的极化状态 R7::f\I vhe Y
F@
 ni;_Un~  6N/(cUXJ
)GB #"2 其他例子 [ 8Ohg "K{_?M `;e oW^b,{~V
•为了不同状态之间接收高转换，在Passilly等人的工作中，研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 Jqoo&T")
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 .$U,bE
G e k?+|m  %YG?7PBB Q' <AV1< 光栅结构参数 bZowc {!\ !I7$e& Uz@ Ycr3$n]e
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 ~N tk -p
•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。 K+3-XhG
•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。 %ZVYgt k;*
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 [ &TF]az
 !BQt+4G7 ; lMv xt: 光栅＃1 J0sD?V|{1~
Tmg C {_
 oO2DPcK :6Ri% Nb v93b8/1
•仅考虑此光栅。 YidcV lOsO
•假设侧壁表现出线性斜率。 Tm %5:/<8
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 prJd'
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 x^ s,<G
t=%zY~P d)
-( C1f
假设光栅参数： HUK rp*Hv
•光栅周期：250 nm =!TUf/O-
•光栅高度：660 nm Y9.3`VX
•填充系数：0.75（底部） M5 bE5C
•侧壁角度：±6° % .bDK}
•n1：1.46 %. 1/ #{
•n2：2.08 H/a gt
N* gJu 光栅＃1结果 .@ H:P gT}H B. #*(}%!rD*
•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。 [-(^>Y
•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。 7L~ *%j
•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。 [6VB& y|LHnNQ  0cm34\* b++r#Q
g 光栅＃2 +wi=IrRr
rWht},-|1
 9#DXA}
X,Ql6uO "uH>S+%|b
•同样，只考虑此光栅。 (cj9xROx
•假设光栅有一个矩形的形状。 0|e [o"
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 !5,C"r
假设光栅参数： 1l-5H7^w2?
•光栅周期：250 nm }aWy#Oe
•光栅高度：490 nm Q[OwP
•填充因子：0.5 *fN+wiPD
•n1：1.46 u^ MKqI
•n2：2.08 #Y5k/NPg c7mKE`
光栅＃2结果 sH6;__e
$N?8[ 12`u[O}\}-
•同样，左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果，由Passilly等人发表的结果如右图所示。 ^Iw$ (
•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。 c St)Na~C
•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。 Vb,V N?l
x pdpD
 xvl$,\iqE 文件信息 joY7Vk!< o
vr;`h/
 :FAPH8] CX]1I|T5
?L<B]!9HZt QQ：2987619807 NK|UeL7ght
|
