-
UID：317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-12-08
- 在线时间1893小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要
V_e {: \LFB_ 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。 >o3R~ [ OwNo$b]h`  f;OB"p 概述 tv~Y5e&8 fo~*Bp()-E n{{"+;oR
•本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 CGb4C (%-7
•为此，如示意图所示，在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 bVa?yWb.
•为了在特定示例中讨论该主题，在第二部分中根据Passilly等人的工作（2008年）选择光栅配置和相应参数。 Nq6;
z)$
}7xcHVO8-
 =\MA z[IDj 5eyB\>k,
衍射级次的效率和偏振 W|E % J ,=ZUh@M ly_8p63-
•通常，为了表征光栅的性能，给出了传播级次的效率（η）。 i{:i RUC#
•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。 E.0J94>iM
•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）。 -eD]gm
•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。 _ShWCU-~Z
•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。 B va2f:)K|
 q
\fyp\z J p^#G2 光栅结构参数 T-+ uQ3 darbL_1 BG.sHI{
•此处探讨的是矩形光栅结构。 0ZLLbEfnPB
•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。 <Ter\o5 %
•因此，选择以下光栅参数： Jt<J#M<}7
- 光栅周期：250 nm 9 :=:P>
- 填充系数：0.5 a({N}ZDo
- 光栅高度：200 nm g>gf-2%Uo
- 材料n1：熔融石英 B&1E&Cv_8
- 材料n2：TiO2（来自目录） 8A::q ;
Lp4F1H2t-  O
9M?Wk
: E`C !q
X> 偏振状态分析 z[O*f#t Mc(|+S@w' "3a} ~J<g
•使用不同锥形入射角（φ）的TE偏振光照射光栅。 ^ZRZ0:rZ
•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。 [f[Wz{Q#Y
•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。 [7LdTY"Tl
rce._w }
 Gxxz4
T2tvU*[ = 产生的极化状态 R(8?9-w Zu>-y #Bw
 F?cwIE\J  OA} r*Wz
SXvflr] =m 其他例子 %3"U|Za+ R?tjobk! /EegP@[
•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。 Of$R+n.
•因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 \IudS{
.?;
\j BA4?(S  a 'n17d& j+ q) 光栅结构参数 oe3=QE I _N:j,Mx
>ZeARCf"f
•在引用的工作中，研究了两种不同的制造光栅结构。 2dHsM'ze
•由于应用的制造方法引起的，与所需的二元形状相比，结构表现出一些偏差：基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 K@ *4=0
•由于缺少有关制造结构的细节，因此在VirtualLab中的模拟，我们进行了简化。 ~t$ng l$
•当然，如果数据可用，详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 fOdqr
 dxH\ H?NO .5s^a.e'O 光栅＃1 /(u? k%Q
' =\>n(%Q
 V\e1NS ,S<) ) )l! `k
•仅考虑此光栅。 ;O{bF8 U
•假设侧壁表现出线性斜率。 \Y8 sIs
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 ~Eb:AC5
•为了实现光栅脊的梯形形状，应用了倾斜的光栅介质。 Zs-lN*u7.
| WTWj P>_9>k@;Q
假设光栅参数： :2/ jI:L~
•光栅周期：250 nm 4i }nk
T
•光栅高度：660 nm _O11SiP]
•填充系数：0.75（底部） BIew\N
•侧壁角度：±6° K=}Eupn=
•n1：1.46 _Ex<VF u
•n2：2.08 ]) %UZM6
N `3^:EJL8 光栅＃1结果 \&ZE IAe 7'Hh^0< +{m+aHk
•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。 SD:`l <l
•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(1T%K)
•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。 P/^@t+KC x >tm[k  ~- uf%= |!7leL 光栅＃2 `- R&4%t%
F?6Q(mRl
 7 #oq|5
.O(9\3q\ Tp.]{ *
•同样，只考虑此光栅。 +Wy `X5v
•假设光栅有一个矩形的形状。 #Ufb
•蚀刻不足的部分基板被忽略了。 9^`cVjD5
假设光栅参数： {D :WXvI
•光栅周期：250 nm k dx06'4o
•光栅高度：490 nm 2Oyw#1tdn
•填充因子：0.5 "L1LL
iS
•n1：1.46 5K682+^5
•n2：2.08 'irwecd8 #w \x-i| 光栅＃2结果 e 8oAGh"
]@Z
nP,8 &)J oB
•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。 =h
+SZXe<r
•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。 m|x_++3
•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。 0 R `>F">
j8bA "r1
 +]NpcE' 文件信息 1>V q< z
3O1Lv2)_
 0 aI@m Q=vo5)t
M8 \/[R\ QQ：2987619807 nN@
Ch
|
