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摘要 ,qV8(`y_ q?g4**C 光栅结构广泛应用于各种光学应用场景,如光谱仪、近眼显示系统、脉冲整形等。快速物理光学软件VirtualLab Fusion通过使用傅里叶模态方法(FMM,也称为RCWA),为任意光栅结构的严格分析提供了通用和方便的工具。为此,复杂的一维或二维周期结构可以使用界面和调制介质进行配置,这允许任何类型的光栅形貌进行自由的配置。在此用例中,详细讨论了衍射级次的偏振态的研究。 ^AK<]r<?L? R>U0W{1NO
j2SJ4tB / C
Fq3 任务说明 XtVx
H4q wl #Bv,xf Lt0JUUa0 #N_C|v/ 简要介绍衍射效率与偏振理论 ?9nuL}m!a 某个衍射级次(𝑛)的效率表示有多少的辐射功率被衍射到这个特定的级次中。它是由复数值瑞利系数计算出来的,瑞利系数包含了每个衍射级次(矢量)电磁场的全部信息。瑞利系数本身是由FMM对光栅的特征值问题进行严格分析的结果。 MZ
o\1tU-i 如果在TE/TM坐标系(CS)中给出瑞利系数,则可以计算衍射效率: k'{'6JR "l
vPge 其中,n_in/n_out为覆盖层和衬底层的折射率,ϑ_in/ϑ_out为所分析的阶次的入射角和衍射角。此外,𝐴表示辐射光的振幅。 nIJ2*QJ 如果瑞利系数沿𝑥、𝑦和𝑧给出瑞利系数,则必须应用以下方程: *,X;4?:, \ni?_F(Y 因此,必须考虑所给出的瑞利系数的坐标系。默认情况下,光栅坐标系中为 。 sL|*0,#K 7J,j 光栅结构参数 Esvr~)Y 研究了一种矩形光栅结构。 "hi?/B#d 为了简化设置,选择光栅配置,只允许零阶(R_0)反射传播。 \\XvVi:B 根据上述参数选择以下光栅参数: Yo3my>N&g 光栅周期:250 nm 2{Nv&ZX? 填充因子:0.5 U|.kAI* 光栅高度:200 nm M_*"g>Z 材料n_1:熔融石英(来自目录) Z
.VIb| 材料n_2:二氧化钛(来自目录) UXwnE@`F nI.K|hU:P 3ha^NjE +X(@o 偏振态分析 42E]&=Cet 现在,用TE偏振光照射光栅,并应用圆锥入射角(𝜑)变量。 bHRH2Ss 如前所述,瑞利系数的平方振幅将提供关于特定级次的偏振态的信息。 WG>Nm89 为了接收瑞利系数作为检测器的结果,需要选择光栅级次分析器件中的单个级次输出,并选择所需的系数。 ]:jP*0bLx Q.X)QCp#r \=PnC}7I RhR{EO 模拟光栅的偏振态 }A,9` 8&<C.nKP
2#LTd{ dPZrX{ c 瑞利系数现在提供了偏振态的信息: r:0F("},
在圆锥入射角为0(𝜑=0)时, 。这说明衍射光是完全偏振的。 < |