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摘要 ZU 3Psj X,Ql6uO 复杂光学光栅结构被广泛用于多种应用,如光谱仪、近眼显示系统等。利用傅里叶模态法(FMM,或称RCWA) VirtualLab Fusion 提供了一种用于任意光栅结构严格分析的简单方法。利用图形用户界面,用户可以设置堆栈的几何形状,从而产生复杂的光栅结构。本案例主要集中于具有二维周期光栅结构的配置。 Ts!'>_<Je
Tm"H9 1. 本案例主要说明: J|WE&5' 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过: -y.cy'$f - 基于介质的定义类型 IO)Y0J>x - 基于表面的定义类型 tLzLO#/n 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。
(?zg.y 注意:在VirtualLab中,具有二维周期性的光栅结构称作3D光栅。因此,层状光栅(一维光栅)被称为2D光栅。 x%dny]O1; p%I)&- 8 2. 光栅工具箱初始化 e#[Klh$]EW 初始化 /pMOinuO - 开始→ V.Hv6 光栅→ "#C2+SKM1 一般光栅光路图(3D光栅) l>6tEOXt J[}H^FR
R3B+vLGX 注意:对于特殊类型的光栅,如柱状光栅,可以直接选择特定的光路图。 oN032o?S '/O:@P5qY 3. 光栅结构配置 Nh\vWAz9 首先,必须先定义基底的厚度与材料 5FZw
(E 在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义 HXq']+iC 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 |))NjM'ZBl 例如,堆栈选择附属在第一表面。 TpU\IQ '#6eUb 基于介质的定义类型 xQsxc (例如:柱状光栅) >)M{^ 1. 堆栈编辑器 "L3mW=!* 在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。 5dj" UxH 为了以特殊材料定义光栅,必须添加两个平面界面作为边界。 *PF<J/Pr Dg&6@c|
F`g(vD> U[wx){[| 两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。 o[>d"Kp 通过使用后者,可以非常有效地描述复杂的光栅结构,如柱状光栅。、 wR%Ta - um,f!ho-U cC~RW71 2. 柱状光栅介质 aAjl
58 在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。 bRvGetX 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 ;,bgJgK
7d;|?R-8D 在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 Mj@2=c 在堆栈编辑器的视图中,不同的材料根据折射率(深色意味着更高)用其他颜色表示。 =|oi0 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 -[=~!Qr: 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。 6ll!7U(9( 选中的界面以红色高亮显示。 "B QnP9 此外,这里不能定义光栅前面的介质(后一个界面后面)。它是自动从光栅元件前面的材料中取出的。 |5 V0_79
-8l<5g7 可以在光学设置编辑器中更改此材料。 R'Jrbe| kY)Vr3uGA JL6$7h 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 A3eCI 对于具有二维周期性的光栅,周期必须在x和y方向上定义。 /3,/j)`a 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 5%jhVys23 TUfj\d, 3. 柱状光栅介质参数 gG?@_ie 通过以下参数定义柱状光栅: '|[!I!WB`
M=iTwK 基材(凹槽的介质) z:\9t[e4 柱状材料(脊的材料) Sgi`&;PF 柱的形状(矩形或椭圆形) n3iiW\ x方向(水平方向)柱距 @j\:K<sk y方向(垂直方向)柱距 3RaduN] 行移(允许行位移) p}^G#h{ 光栅周期在x和y方向 B0Df7jr%`> 9,?~dx 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 afrF%! 因此,它不能单独设置,框显示为灰色。 D40 vCax^J "<iH8MzZ ^MpMqm1?8; 4. 高级选项&信息 ^L%_kL_7 在传播菜单中有几个高级选项可用。 _/1/{ propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 FJ3S
可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 kyHli~Nr" 这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。 ji ?Hw
qHk{5O3 相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。 <Z^by;d|z Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 ~$y"Ldrp 层分解和过渡点分解设置可用于调整结构的离散性。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 @;egnXxF< |