光栅结构中场分布的严格分析

案例024(3.0)

该案例主要说明了周期性结构内电磁场分布的严格计算。出于此目的，研究了两种不同的系统：具有狭缝的矩形光栅和具有三角形状的介质光栅(等腰三角形)。

1. 建模任务1：金属光栅

 在Ey (TE)偏振光照明下的光栅内部场分布的严格仿真。
 对于这个仿真，采用傅里叶模态法。

2. 建模任务2：介质光栅

 在Ex (TM)和Ey (TE)偏振光照明下的光栅内部场分布的严格仿真。
 对于这个仿真，采用傅里叶模态法。

3. 建模任务

 VirtualLab的光栅工具箱提供了场内部分量分析器，用户可以对光栅结构中的电磁场分布进行严格计算。
 通过该分析器，可以对任意形状的光栅进行研究。
 场分布计算能够检测结构内部的热点

4. TE和TM照明线性光栅

5. 铬狭缝的分析

 通过计算场分量，可描述多种场量，如振幅、位相、振幅平方。
 左图显示的是Ey方向的振幅平方，由于TE偏振光照明，这是唯一一个不为零的场量。
 对于金属结构，由于集肤效应，场合能量主要位于狭缝（空气）内。
 红线说明了结构的形状（手动添加）

6. 三角光栅的分析

 左图为三角介质光栅，描述的是TE光照明的Ey分量的振幅平方。

 如果是介质光栅结构，场合能量主要集中在光栅脊内。
 由于三角高度轮廓是在x-z平面内变化，电场的y分量几乎没有影响。
 红线说明了结构的形状（手动添加）。

 左图显示的TM偏振光照明下，Ex分量的振幅平方。

 与TE偏振光照明对比，由于三角光栅形状，场和能量分布受到强烈的影响。 红线说明了结构的形状（手动添加）。

7. 总结

 VirtualLab的光栅工具箱能够对任意形状光栅结构进行严格分析。
 内部场分量分析器允许计算所研究光栅结构内部的所有电磁场分量。
 对于该类型的计算，VirtualLab采用全矢量傅里叶模态法。
 光栅内部场分布的研究能够进行热点识别(高能密度)，如果采用高能光源，这些热点可能损坏元件。

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