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    [技术]超构光栅构建——实例讨论 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-09-05
    摘要                                                                             7a}k  
    #B w0,\  
    超构光栅通常由具有空间变化参数的纳米柱组成，与传统光栅相比，它具有优越的性能。可以借助支柱介质在 VirtualLab Fusion 中设置此类光栅，在本例中，我们将展示如何正确配置超构光栅设置。这包括介质、材料的配置、支柱的几何形状以及支柱的空间分布。还给出了有关空间频率数量设置的附加提示。 {Y1Ck5  
    \z)%$#I  
     =-Ck4e *T  
    tO&^>&;5  
    超构光栅结构和建模 X5w$4Kj&4l  
    A]3k4DLYS  
                                                                                 7uk[Oy<_  
    >8[Z.fX  
    VirtualLab Fusion提供： 3$ PV2"  
     Pillar Medium (General)，用于构建超构光栅和其他类似结构，以安排圆形/矩形纳米柱的分布; HK% 7g  
     Fourier modal method (FMM)用于严格分析由此配置的超构光栅在衍射效率，偏振灵敏度等方面的性能。 z0 Z%m@  
    MWh6]gGs  
    光栅周围介质   l}P=/#</T  
    tT._VK]o&R  
                                                                                 /zox$p$?h  
    1AFA=t:]p  
    • 光栅前后的介质在光学设置编辑器中设置。 qcRs$-J  
    • 这些介质必须根据调查的实际  情况进行配置。 :~SyL!  
    • 作为光栅效率分析的惯例，衬底与周围介质之间的菲涅耳损耗通常被忽略(即结构衬底的介质与其背后的介质应相同)。 c[s4EUG  
    [_:nHZb  
    光栅堆栈内部材料 3iU=c&P  
    U%/+B]6jP  
                                                                               x|29L7i  
    _WbxH  
    • 超构光栅堆栈由Pillar Medium(General)和从两侧夹入介质的两个平面接口组成。 51.%;aY~z  
    • Pillar Medium(General)的配置对话框中，有两种材料需要配置:柱子的材料和填充柱子间空间的材料。 DIUjn;>k8  
    • 这两种材料的配置都独立于系统中的任何其他材料。这意味着实现对物理现实的正确描述(即嵌入介质与填充柱子之间空间的介质一致)是用户的责任。 ;O #>Y  
    KG{St{uJ  
    单柱几何配置 f<6lf7qzC  
    M'l ;:  
                                                                             nT)vNWT=  
    ll?X@S  
    柱子的分布                                                                           &>}5jC.I  
    +W+|%qM,\  
    U`s{Jm  
    • 各柱子在分布(超构结构周期)中的横向位置(x, y)和直径可以自由配置。 =?`c=z3~i$  
    • 有几种方法可以做到这一点: "^iYLQOC  
    • 逐个柱子，手动; JjS?  
    • 一次性定义在等距网格; x$(f7?s] 1  
    • 使用导入的数组，其中包含定义每个柱子的横向位置和直径的数据。 E<*xx#p  
    • 柱子的位置可以任意变化，无论是直接，或偏离其原始位置。 J?$,c4;W2  
    n._-! WI  
    数值参数设置 _Bj":rzY  
    |vzl. ^"-  
                                                                               PmM3]xVzd  
    -35;j'a  
    • 为了从FMM/RCWA模拟中获得收敛的结果，必须使用足够多的空间频率。 r,2g^ K)6  
    • 对于超构光栅(通常由阵列，1D或2D柱组成)，我们建议执行收敛测试，以确保算法的数值收敛。 3T0"" !Q  
    • 对于1D超构光栅(例如，blazed超构光栅)，应分别检查x和y方向所需的空间频率数量。 eJ81-!)  
    ~7Ux@Sx;  
    例1:一维Blazed 超构光栅 {+b7sA3  
    r:TH]hs12+  
    材料和介质的配置 ;]:@n;c\  
    l}M!8:UzU  
                                                                             7Fsay+a  
    see the full Application Use Case }l9llu   
     hK|Ul]qI  
    柱子几何及分布                                                                           ={Qi0Pvt  
       J<lO= +mg  
    {BU;$  
                                                                                     Wh{tZ~c  
    空间频率数                                                                             +[g,B1jt  
                                                                               ""~ajy  
    Rbv;?'O$L  
    eb$#A _m  
    DLNb o2C  
    例2:二维光束分离超构光栅 IV)j1  
    zT-_5uZQ  
    材料和介质的配置                                                                             y1L,0 ]  
    ,5<Cd,`*  
     |]*/R^1>2  
    l%i+cOD  
    柱子几何及分布                                                                            %D "I  
    Dv`c<+q(#  
    D^;Uq8NDKq  
     
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