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
45,): U5 • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。
:cxA • 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。
-U{CWn3G !X[P)/?b0+ 初始化光栅工具箱
S}b^_+UbP • 初始化
Ei7Oi!1 − 开始菜单栏 (Start)
q'Nafa&a) 光栅菜单栏(Grating)
kz*6%Cg*~ 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings)
5SMV3~*P • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅,
n *EGOS 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路
.OpG2P 图(三维光栅)(Pillar Grating Light
l$&dTI<# Path Diagram(3D Gratings))
w:pPd;nz0Y :jf/$]p 设置光栅结构
LVNA`|> 2lCgUe)N • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。
b['v0x • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。
p9E/#U8A_ • 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)。
L)n_
Q • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。
=.qX u+ 基于
材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅)
bt};Pn{3 堆栈编辑器
A"O\u=! sVpET 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。
xi<yB0MoA • 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。
}1DzWS-hh =)s~t|@v 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)。
iR!]&Oh • 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
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9 wmA TV/ • 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)。
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<?=!&\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。
25Ro
)5 • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。
FHSFH> • 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
-<ome~| (颜色越深,折射率越高)。
l;rA}?,.^ • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
P}^Y"zF2 w!pj);jy{ • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。
&ty-aB=F • 选中的界面会以红色突出显示。
EOZ 6F-': • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指
w~q ]& 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。
>,QCKZH • 可以在
光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
3B='f"G sYfm]Faz • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。
|~ytAyw • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。
Zd'Yu{<_2N • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。
w59q* 2 • 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。
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