[技术]构造二维周期性光栅结构 [复制链接]

复杂光栅结构被广泛应用于光谱仪、近眼显示系统等领域。VirtualLab Fusion 软件用傅立叶模态法（FMM,或者RCWA）一种简易的仿真方法来严格分析任意的光栅结构。使用图形用户界面，可以设置堆栈的几何图形，从而生成复杂的光栅结构。 此例程主要用于构建具有二维周期性特征的光栅。• 光栅工具箱中构建二维光栅的方法 − 基于介质定义的类型 − 基于界面定义的类型 CA, &R<]  
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 }J$Q  
• 提示：在VirtualLab软件中的光栅结构中，表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的，层状光栅（一维周期性）被称作二维光栅。 <05\  
&W)Lzpx8c  
初始化光栅工具箱 gpB3\  
• 初始化 7+QD=j-  
− 开始菜单栏 (Start) u2,V34b-  
光栅菜单栏(Grating)  ]~iOO %&R  
通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) rf?Q# KM\W  
• 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅， R]L|&{  
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 W7r1!/ccj  
图（三维光栅）(Pillar Grating Light Z6#}6Y{  
Path Diagram(3D Gratings)) z
'GYU=  
<1cYz\/!M  
设置光栅结构 O:3LA-vA  
zcnp?
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• 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 1$vs
w  
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 K"B2 SsC  
• 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。 bR"
hl? &c  
• 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。 H*BzwbM?  
基于材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅） \WKly  
堆栈编辑器 x2/L`q"M?=  
OLp;eb1g  
在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 G41 gil6k  
• 为了用一种特殊的介质定义光栅，需要添加两个平面界面，作为介质的边界。 5RD\XgyN]  
b.V\EOk  
两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。 -F\xZ  
• 使用调制介质，就可以非常有效地描述复杂光栅结构，如柱形光栅。柱形光栅介质 /V}>v
  
4 qM
O@E_  
• 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 OCIWQ/ P  
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 JsAl;w  
• 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 huVw+vAA  
• 在堆栈编辑器的视图中，不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 #-?C{$2I  
（颜色越深，折射率越高）。 $J}d6%   
• 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。 2~<N  
zG)XB*c  
• 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 G Xx7/X  
• 选中的界面会以红色突出显示。 %6rMS}  
• 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指 Hg$t,\j  
最后一个界面后的介质）。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。 /;>U0~K  
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。 g$
+u;ER5  
6apK]PT  
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 H6i4>U*  
• 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。 $h"Ht2/ J  
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 v|r\kr k  
• 对于简单的光栅结构，建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项，并选择合适的周期性介质的序号。 ".ay
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