切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 289阅读
    • 0回复

    [技术]衍射级次偏振状态的研究 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    5734
    光币
    22822
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-22
    摘要 Zlo,#q  
    @( l`_Wx  
    光栅结构广泛用于光谱仪,近眼显示系统等多种光学系统。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态法(FMM),以简易的方式提供对任意光栅结构进行严格分析。在光栅工具箱中,可以在堆栈中使用界面或/和介质来配置周期性结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面非常人性化,并且允许生成更复杂的光栅。在该用例中,讨论了由FMM实现衍射级次偏振状态的研究。 Nig-D>OS  
    EM}z-@A>  
    RUKSGj_NJ  
    概述 *_wBV M=2  
    67?5Cv  
    566Qik w2  
    •本文的主题是光在周期性微结构处的衍射后的偏振态。 v'tk: Hm1  
    •为此,如示意图所示,在示例性二元光栅结构和锥形入射处研究零级反射光。 |#6Lcz7[  
    •为了在特定示例中讨论该主题,在第二部分中根据Passilly等人的工作(2008年)选择光栅配置和相应参数 z^.0eP8\j  
    s=4.Ovd\  
    ev $eM  
    Q #gHD  
    衍射级次的效率和偏振
    -s"lW 7N^  
    8vK&d>  
    k7*q.20  
    •通常,为了表征光栅的性能,给出了传播级次的效率(η)。 bSfQH4F  
    •该效率值包括该特定级次的所有光的能量,但并不区分最终出现的不同偏振状态。 tw66XxE  
    •在严格模拟光栅效率的过程中,例如利用傅里叶模态法,通过使用复数场求解均匀介质的波动方程(也称为亥姆霍兹方程)。 k9n93I|Cm  
    •因此,对于每个衍射级次(𝑛)和偏振态,算法的结果以复数值瑞利系数给出。 x#D=?/~/Kv  
    •特定级次(𝑛)的效率表示入射光的功率与输出衍射级的光功率之间的关系。它是从瑞利系数计算出来的。 >Fz$DKr[  
    30@ GFaab  
    ;H lv  
    光栅结构参数 `Z-`-IL  
     s25012  
    1oPT8)[U  
    •此处探讨的是矩形光栅结构。 +zsya4r  
    •为简单起见,选择光栅的配置,仅使反射中的零级次(R0)传播光线 ?}[keSEh>  
    •因此,选择以下光栅参数: ?F/3]lsggT  
    - 光栅周期:250 nm |k+^D:  
    - 填充系数:0.5 jTnu! H2o  
    - 光栅高度:200 nm DZue.or  
    - 材料n1:熔融石英 }kpkHq"`f  
    - 材料n2:TiO2(来自目录) uZ+<  
    bb{+  
    @_{"ho  
    (yfTkBy  
    偏振状态分析 *M:Bhw  
    7nmo p7  
    - g0>>{M'  
    •使用不同锥形入射角(φ)的TE偏振光照射光栅。 !r<7]nwV  
    •如上所述,瑞利系数的平方幅值将提供有关特定级次的偏振状态信息。 :"4~VDu  
    •为了得到瑞利系数,请在光栅级次分析器中选中单个级次输出,并选择所需的系数。 &>o)7H];  
    (]:G"W8f  
    \cG'3\GI  
    H|Ems}b  
    产生的极化状态 +-hmITJ v  
    Ero3A'f  
    G;e}z&6<k  
    Gsb]e  
    ^|Y!NHYH$Z  
    其他例子 U:Y?2$#  
    $IHa]9 {  
    cQ`,:t#[  
    •为了不同状态之间接收高转换,在Passilly等人的工作中,研究和优化了在亚波长光栅处衍射光的偏振态。 <\5{R@A*6  
    •因此他们将模拟结果与制造样品的测量数据进行了比较。 3r\QLIr L8  
    g=)@yZ3>v  
    +"!IVHY  
    ;>~iCF k]?  
    光栅结构参数 ?CIa)dhu  
    CVm*Q[5s"  
    >9 iv>  
    •在引用的工作中,研究了两种不同的制造光栅结构。 8PQt8G.  
    •由于应用的制造方法引起的,与所需的二元形状相比,结构表现出一些偏差:基板的蚀刻不足和光栅脊的形状偏离。 <*[(t;i  
    •由于缺少有关制造结构的细节,因此在VirtualLab中的模拟,我们进行了简化。 sdb#K?l  
    •当然,如果数据可用,详细分析光栅的复杂形状亦是可能。 ps2C8;zT  
    n3(HA  
    2h=RNU|  
    光栅#1 +mJAIjH  
    Fq8Z:;C8  
    {?8rvAj Y  
    vQ;Z 0_  
    M<SZ7^9<  
    •仅考虑此光栅。 344- ~i*  
    •假设侧壁表现出线性斜率。 m*1=-" P  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 VD4(  
    •为了实现光栅脊的梯形形状,应用了倾斜的光栅介质。 e.N#+  
    ^#nAS2w7U  
    0:XmReO+k  
    假设光栅参数: ||hd(_W8  
    •光栅周期:250 nm #r\uh\Cy  
    •光栅高度:660 nm 8W{R&Z7aL  
    •填充系数:0.75(底部) E:2Or~  
    •侧壁角度:±6° F J)la9  
    •n1:1.46 x`4">:IA  
    •n2:2.08 "h "vp&A  
    , vWcWT  
    光栅#1结果 k]Yd4CC2  
    [|vd r.  
    QgP UP[  
    •左图显示的是使用VirtualLab获得的结果,而Passilly等人发表的结果如右图所示。 2?&h{PA+  
    •相比之下,这两张图都表现出非常好的相似性,尤其是图的轨迹。 Na4\)({  
    •与参考相比,光栅结构的简化导致了一些小的偏差。 由于缺少复杂光栅结构的数据,因此简化是必要的。
    7Xa Ri@uG  
    um/iK}O  
    v''$qMQ)  
    !(/dbHB  
    光栅#2 #jQITS7  
    SO|$X  
    L9T|*?||  
    0L'h5i>H)  
    "bJWyUb  
    •同样,只考虑此光栅。 ig6F!p  
    •假设光栅有一个矩形的形状。 ]'hz+V31%  
    •蚀刻不足的部分基板被忽略了。 JMXCyDy;  
    假设光栅参数: 2TdcZ<k}J  
    •光栅周期:250 nm -{^Gzui  
    •光栅高度:490 nm u-D%: lz85  
    •填充因子:0.5 {Wt=NI?Ow  
    •n1:1.46 o]@?QAu  
    •n2:2.08
    BPW2WSm@<  
    4h-tR  
    光栅#2结果 O9bIo]B  
    W 5-=,t  
    |Gz(q4  
    •同样,左边的图显示了使用VirtualLab获得的结果,由Passilly等人发表的结果如右图所示。 ,#nyEE  
    •相比之下,这两张图再次表现出非常好的匹配,尤其是图的轨迹。 y6f YNB  
    •与参考相比,光栅结构的简化以及缺少一些光栅参数会导致一些小的偏差。 s~3"*,3@  
    *&XOzaVU  
    m)V%l0  
     
    分享到