[技术]闪耀超颖光栅的建模与设计 [复制链接]

摘要 |+$%kJR=  
s[gKc'  
超颖光栅(metagratings)通常由纳米柱组成。因其具有不同的应用而越来越受到人们的关注。它们以在非近轴情况下的高衍射效率和对偏振不敏感而闻名。在这个例子中，我们仿照P.Lalanne等人的工作，利用方形纳米柱构造了闪耀超颖光栅，并演示了在VirtualLab Fusion中对超颖光栅的优化。 KLX/O1B  
特别地，我们在仿真中评估了偏振相关效率。 V)P&Zw  
.%zy`n  

图片:1-2011020UU12T.png

,E|m.  
vS;1/->WD  
建模任务 r&Ca"dI  
.Gcy>Av  

图片:1-2011020U912R7.png

S!{t6'8K  
_s
y'.Fo
 
如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅 ?GTU=gpQ  
-选择合适的单元格(unit cells)/构件，以及 qT/Do?Y  
-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置？ _ %%Z6x(  
光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998) $v8l0JA *  
JH7Ad (:  
单元格分析（折射率一致） CDi<<,  
[&*6_q"V  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 MZ+e}|!4,  
=:SN1#G3n  

图片:1-2011020Z110Y3.png

0 'Vg6E]/  
A^2L~g[^Q  
传输振幅/相位与柱直径（@633nm） ?m
c%.Bt  
wDwH.~3!  

图片:1-2011020Z13C33.png

CB~Q%QLG  
5b/ojr7  
单元格分析（折射率一致） k0Ek:MjJr  
}qjCTEs}  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 "S&%w8V  
+PK6-c\r  

图片:1-2011020Z24DU.png

:SV>+EDY   
"g+z !4b#  

图片:1-2011020Z331641.png

1
p'Le!  
aiCn"j  
选择单元格（TiO2-玻璃界面） |Oag,o"  
pG"5!42M!  

图片:1-2011020Z402114.png

xmGk*W)P  

:D7|%KK  
柱直径的选择 t4K~cK  
9%sM*[A  
实际上，基板是以不同的材料作为柱。这里，我们考虑玻璃基板。 )IT6vU"-yd  
+%\oO/4Fs  

图片:1-2011020Z4511b.png

H.G!A6bd  
闪耀光栅构建 #%@MGrsK  
-6sW6;Q  

图片:1-2011020Z60Lc.png

AOrHU M[I  
初始设计性能分析 0J~Qq]g  
m+itno  

图片:1-2011020Z649255.png

fa.0I~  
传输场可视化 6b~28  
}1-I[q6  

图片:1-2011020ZTB09.png

[0[M'![8M  
0iEa[G3  

图片:1-2011020Z913X4.png

m=qOg>k  
7-_vY[)/  
超颖光栅的进一步优化 vw<K}z  
2q}..  

图片:1-2011020Z942N6.png

G%u9+XV1#  
;3C:%!CdA]  
优化后设计的性能分析 N~ANjn/wL  
V,%L~dI  

图片:1-2011020910052N.png

}jSj+*  
6k?`:QK/sl  
走进VirtualLab Fusion j[6Raf/(n  
dRvin[R8  

图片:1-201102091043505.png

oojiJ~  
FbACTeB  
VirtualLab Fusion工作流程 #t!}K_  
•分析超表面(metasurface)单元格 .]Mn^2#j  
−纳米柱超表面构件的严格分析[用例] xn}BB}s{t  
•构建超颖光栅 ep(g`e  
•分析光栅衍射效率 VF0dE  
−[用例] !NKmx=I]  
•光栅结构的参数优化 pJ,@Y>  
wHsB,2H  

图片:1-201102091125508.png

!PUp>(  
rn.\tDeA  
VirtualLab Fusion技术 p SN~DvR  
jJwkuh8R  

图片:1-201102091153537.png