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    [技术]构造二维周期性光栅结构 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-05-06
    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 Qy{NS.T  
    • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 <WM -@J(1  
    • 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。 6PiEa(  
    =:4 '  
    初始化光栅工具箱 dzgs%qtK  
    • 初始化 zo_k\K`{@  
    − 开始菜单栏 (Start) kk 8R  
    光栅菜单栏(Grating)  2yl6~(JC+  
    通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path   Diagram(3D Gratings) `[X6#` <  
    • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, =RQ )$ %  
    可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 k!Vn4?B"k  
    图(三维光栅)(Pillar Grating Light S#P+B*v  
    Path Diagram(3D Gratings)) utq.r_  
    (YAI,Xnw  
    设置光栅结构 uAp -$?  
    hA@zoIoe  
    • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 GMEw  
    • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 TRSOO}  
    • 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)。
    H!Wis3S3G  
    • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 $TR=3[j  
    基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) HMF8;,<_w?  
    堆栈编辑器 f8^"E $"  
    J=@hk@Nq#  
    在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 /r>IV`n{  
    • 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。 kX igX-  
    M,&tA1CH  
    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)。 nARxn#<+  
    • 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 'n>K^rA  
    ?x:m;z/  
    • 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)。 9Kc0&?q@D  
    • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 {V.Wk  
    • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 vZ:G8K)o(  
    • 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 +z+ F-  
    (颜色越深,折射率越高)。 7Aqn[1{_O  
    • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
    T:c7@^=  
    ,(6)ghr  
    • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 '-`O. 4u  
    • 选中的界面会以红色突出显示。 /d[Mss  
    • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 "Lb f F  
    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。 |B 9t-  
    • 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
    U> W|(Y  
    ]n~yp5Nbr  
    • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 $6W3EOl  
    • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 5n:nZ_D  
    • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 ]Fxku<z7|  
    • 对于简单的光栅结构,建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项,并选择合适的周期性介质的序号。 >Q&CgGpW$  
     
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