-
UID:317649
-
- 注册时间2020-06-19
- 最后登录2025-06-11
- 在线时间1779小时
-
-
访问TA的空间加好友用道具
|
摘要 qri}=du&F xm<v">< 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。 FOOQ'o[} @-'/__cgt P0%N
Q1bn 概述 {S5RK-ax LP^p~5Az 5h`m]#YEG •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 +1otn~(E •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。 V";mWws+?# •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。 J+ Jt4 Km6Ub?/7o
2[jL^XMM PD6MyW05%9 衍射级次的效率和偏振 8weSrm x96qd%l/ B#FHf
Z •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 _1I K$gb[ •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 @v>l[6]>^ •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 ppAmN0=G •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 v6wRME;JA •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 J.1O/Pw!.a
a?5WKO ?qju
DD 光栅结构参数 x&at^Fp lVP9= >vUB%OLyP •此处探讨的是矩形光栅结构。 h/,R{A2mO •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线。 &Fw[YGJayz •因此,选择以下光栅参数: CPVzX%= - 光栅周期:250 nm <^d!Vzr] - 填充系数:0.5 hHcJN - 光栅高度:200 nm Z}|TW~J= - 材料n1:熔融石英 %dEB /[ - 材料n2:TiO2(来自目录) +T9Q_e* ov8
ByJc 59V#FWe- DhZ:#mM{ 偏振状态分析 n'THe|:I !_qskDc- ODm&&W#* •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 2;8Xz6T •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 <>%,}j
9 •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 vkJ)FEar Y=r!2u6r~
t{!/#eQC fV 3r|Bp 产生的极化状态 bG"HD?A_ >QXzMN}o
l09Fn>wa UEzsDJu l';pP^.q 其他例子 2gt+l?O<PS ?]^zD k@~ sI'a1$ •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。 UVrQV$g! •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 W;4Lkk$ Y,C=@t@_ '_V
#;DI ;J]25j]] 光栅结构参数 _pW_G1U vYdR ht\( JBz}|MD •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 8!&nKy<Y •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。 @D)Z{=>{=5 •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。 L1sqU-gt •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 /be=u@KV
4jQ'+ 2it
[>f]@> 光栅#1 #Q}_e7t C ZJV_0
&R,9+c yYY Nu` m[spn@SF •仅考虑此光栅。 3+ =I;nj •假设侧壁表现出线性斜率。 GX
}q9 •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 gyev5txn •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 b0rX QMu ~M5:=zKQ *t(4 $ 假设光栅参数: _1aGtX|W •光栅周期:250 nm dQD$K|aUp •光栅高度:660 nm 9C/MRmv` •填充系数:0.75(底部) a[sKE? •侧壁角度:±6° zC=a3 •n1:1.46 *nRNg.i3D •n2:2.08 !77NG4B :HRT 2I 光栅#1结果 .IgRY\?Q -R0/o7 s9O2k}] •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 xzm@
v( •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 OX\$ nQ\o •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。 4r&f%caU o5!f#Y jnJZ#=) -:<lkq&/ 光栅#2 ;JT(3yK4>p 7C7>y/uS
irKIy +&5'uAe gmP9j)V6 •同样,只考虑此光栅。 ab.tH$:< •假设光栅有一个矩形的形状。 2'|8Q\,:4Z •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 6B" egYv 假设光栅参数: 632bN=> •光栅周期:250 nm Zb_apjg[4 •光栅高度:490 nm <+v{GF#R •填充因子:0.5 ~aTKG|74 •n1:1.46 h/)_)
r.x •n2:2.08 'wQv3; poT&-Ic[ 光栅#2结果 Udgqkl TQ]dW eSfnB_@x2 •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。 5l{Ts04k% •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。 ~F!,PM/ •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。
]Oeh=gq YcDe@Zuwn
w0lT%CPx 文件信息 np9dM j:,9%tg
"rhYCZ B B&0;4 8sOQ9 QQ:2987619807 :"1|AJo)
|