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闪耀超颖光栅的建模与设计
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infotek
2022-05-19 09:38
闪耀超颖光栅的建模与设计
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超颖光栅(metagratings)通常由纳米柱组成。因其具有不同的应用而越来越受到人们的关注。它们以在非近轴情况下的高衍射效率和对偏振不敏感而闻名。在这个例子中,我们仿照P.Lalanne等人的工作,利用方形纳米柱构造了闪耀超颖光栅,并演示了在VirtualLab Fusion中对超颖光栅的优化。
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特别地,我们在仿真中评估了偏振相关效率。
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建模任务
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如何设计具有优化的第一级次衍射效率的超颖光栅
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-选择合适的单元格(unit cells)/构件,以及
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-在一个光栅周期内排列并优化它们的位置?
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光栅参数和设计方法遵循P. Lalanne, et al., Opt. Lett. 23, 1081-1083 (1998)
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单元格分析(折射率一致)
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首先,我们设定周期性复制相同的方柱,并改变柱直径(D)。
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传输振幅/相位与柱直径(@633nm)
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单元格分析(折射率一致)
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首先,我们设定周期性复制相同的方柱,并改变柱直径(D)。
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选择单元格(TiO2-玻璃界面)
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柱直径的选择
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实际上,基板是以不同的材料作为柱。这里,我们考虑玻璃基板。
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闪耀光栅构建
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初始设计性能分析
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传输场可视化
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超颖光栅的进一步优化
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优化后设计的性能分析
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走进VirtualLab Fusion
V'za,.d-
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X=Y(,ZR(&
VirtualLab Fusion工作流程
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•分析超表面(metasurface)单元格
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−
纳米柱超表面构件的严格分析
[用例]
*ni0.
•构建超颖光栅
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•分析光栅衍射效率
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−
光栅级次分析仪
[用例]
q+;lxR5D
•光栅结构的参数优化
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u#V;
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VirtualLab Fusion技术
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