[技术]闪耀超颖光栅的建模与设计 [复制链接]

摘要 C|Y[T{g?t  
n"aF#HR?0d  
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。 xM!9$v  
特别地，我们在仿真中评估了偏振相关效率。 ~XP|dn}  
mjg@c|rTG  

图片:1-2011020UU12T.png

.tGz,z}  
7g]mrI@  
建模任务 eR>
8V8@  
CJCx
L\  

图片:1-2011020U912R7.png

=No#/_  
l1lYb;C  
如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅 {DKZ~  
-选择合适的单元格(unit cells)/构件，以及 fNu/>pN  
-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置？ QD{1?aY  
光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998) a%U#PF6   
zS
D_t  
单元格分析（折射率一致） !~%DR~^`  
&n_f.oUc  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 dmXfz D  
LTzdg >\oJ  

图片:1-2011020Z110Y3.png

%X.g+uu  
x
g7KU&  
传输振幅/相位与柱直径（@633nm） C P&u  
xR%NiYNQz  

图片:1-2011020Z13C33.png

E9I08AODS  
w{dRf!b69  
单元格分析（折射率一致） Y DHP-0?  
K-\wx5#l/  
首先，我们设定周期性复制相同的方柱，并改变柱直径（D）。 cf$ hIB)Oi  
VVAcbAGJ  

图片:1-2011020Z24DU.png

N9#xTX  
RD)Vb$.B:  

图片:1-2011020Z331641.png

ezL1,GT  
'"\n,3h  
选择单元格（TiO2-玻璃界面） b\H&E{Gn|x  
i.W*Go+  

图片:1-2011020Z402114.png

-N^Ah_9ek  
*A8*FX>\F  
柱直径的选择 ]g;+7  
MG.c`t/w  
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。 c CDT27@  
!',%kvJI  

图片:1-2011020Z4511b.png

)V>OND  
闪耀光栅构建 W?aP%D"(i  
@ewi96  

图片:1-2011020Z60Lc.png

T-STM"~%  
初始设计性能分析 ]nebL{}5  
56c[$ q  

图片:1-2011020Z649255.png

_<mY|  
传输场可视化 MK/8<i<.  
N2}Y8aR~  

图片:1-2011020ZTB09.png

M\k[?i  
!lFNG:&`  

图片:1-2011020Z913X4.png

F."ZCEb  
?qSwV.l]d  
超颖光栅的进一步优化 j
#: ARb  
>0ZG&W9  

图片:1-2011020Z942N6.png

'a JE+  
tKe-Dk9  
优化后设计的性能分析 UcB&pt&  
W$,/hB& z  

图片:1-2011020910052N.png

B[
7,Hy,R  
"62g!e}!c  
走进VirtualLab Fusion hg0{x/Dgny  
YuVlD/  

图片:1-201102091043505.png

,:J[|9  
]R}(CaT1  
VirtualLab Fusion工作流程 }AB_i'C0  
•分析超表面(metasurface)单元格 DBaZcO(U  
−纳米柱超表面构件的严格分析[用例] uK(]@H7~!c  
•构建超颖光栅 (n>Gi;u(R  
•分析光栅衍射效率 `p* 43nV  
−[用例] J%r:"Jm[y1  
•光栅结构的参数优化 AD`5:G  
Uvc$&j^k  

图片:1-201102091125508.png

;P juO  
z^tzP~nI  
VirtualLab Fusion技术 6A.%)whI;  
4\|Q;@f  

图片:1-201102091153537.png