[技术]闪耀超颖光栅的建模与设计 [复制链接]

摘要 /Y%) Y  
Q/-YLf.  
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。 l*xA5ObV  
特别地，我们在仿真中评估了偏振相关效率。 7H++ pOF  
,5H$Tm,6\S  

图片:1-2011020UU12T.png

noGMfZ1  
W)$;T%u  
建模任务 PBR+NHrZ  
)"=BbMfhu  

图片:1-2011020U912R7.png

:G,GHU'/78  
y @h^  
如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅 boJQ3Xc  
-选择合适的单元格(unit cells)/构件，以及 `:?padZG  
-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置？ rXo,\zI;u^  
光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998) mWta B>f  
I&1h/  
单元格分析（折射率一致）
W>/O9?D  
^ D?;K8a-l  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。
Uw<Lt"ls.  
>LwAG:Ud  

图片:1-2011020Z110Y3.png

M'R^?Jjb  
"JbFbcj  
传输振幅/相位与柱直径（@633nm） )u'oI_  
C[_{ $j(J  

图片:1-2011020Z13C33.png

VOp8
,!  
Kx ?}%@b  
单元格分析（折射率一致） ~u/Enl7\-  
f+1)Ju~  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 4VD'<`R[  
12;"K?7{  

图片:1-2011020Z24DU.png

6(<AuhF
u  
Y')in7g  

图片:1-2011020Z331641.png

H /*^$>0Uo  
<),FI <~  
选择单元格（TiO2-玻璃界面）
b>&kL  
{- 7T\mj  

图片:1-2011020Z402114.png

RR*z3i`PP  
'R,1Jmx
  
柱直径的选择 w'?u
JW  
O#CxS/M5  
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。 (*^_wq-;  
N;;!ObVHnP  

图片:1-2011020Z4511b.png

ib;:*  
闪耀光栅构建 >=r0
94<  
J[RQF54qA{  

图片:1-2011020Z60Lc.png

/XtxgO\T.  
初始设计性能分析 on\0i{0l8  
`b# w3 2  

图片:1-2011020Z649255.png

z^ KrR
 
传输场可视化 a~:'OW:Q  
.ye5;A}  

图片:1-2011020ZTB09.png

)7*Apy==x  
N}pE{~Y  

图片:1-2011020Z913X4.png

yngSD`b_P  
J:M^oA'N:>  
超颖光栅的进一步优化 ^mkplp  a  
d=Q0/sI&  

图片:1-2011020Z942N6.png

&HT PeB  
11%^K=dq  
优化后设计的性能分析 ~,m6g&>R  
_N.ZpKVu  

图片:1-2011020910052N.png

V:2|l!l*  
6*tI~  
走进VirtualLab Fusion U3ED3) D  
US@ak4Y6Z  

图片:1-201102091043505.png

C(xdiQJh  
^Me__Y  
VirtualLab Fusion工作流程 $*`fn{2  
•分析超表面(metasurface)单元格 \;$j "i&  
−纳米柱超表面构件的严格分析[用例] Mpb|qGi!  
•构建超颖光栅 A ElNf:  
•分析光栅衍射效率 <G}>Gk8x  
−[用例] <eQS16  
•光栅结构的参数优化 pn{Nk1Pl  
;~tKNytD`B  

图片:1-201102091125508.png

7o'kdYJzo  
87r#;ND  
VirtualLab Fusion技术 `:R8~>p  
$
[0  

图片:1-201102091153537.png