首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
讯技光电&黉论教育
->
二维周期光栅结构的配置
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
infotek
2022-12-21 08:51
二维周期光栅结构的配置
=W"9a\m
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。
p5#UH
WnQ+
1. 本案例主要说明
:
s}?QA cC
如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过:
w%~Mg3|
- 基于介质的定义类型
Mc6v
- 基于表面的定义类型
I]Vkaf I>(
计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。
e84O 6K6o
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。
/e7BW0$1
s$xm
2. 光栅工具箱初始化
U?j[ 8z
初始化
1(qL),F;
- 开始→
3u4P [
光栅→
_.5ABE
一般光栅光路图(3D光栅)
gZ6tbp,X
|\N))K-2D
~y1k2n
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。
x*wr8$@J
l:j>d^V*&x
3. 光栅结构配置
<,Fj}T-
首先,必须先定义基底的厚度与材料
U\6Ee-1#_
在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义
.<Jq8J
堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。
trlZ
例如,堆栈选择附属在第一表面。
2Jqr"|sw
*u!l"0'\
基于介质的定义类型
iM~qSRb#mJ
(例如:柱状光栅)
*P+8^t#Vp
1. 堆栈编辑器
8)="Ee
在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。
.|GnTC q
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。
#g]eDU-[
Rzxkz
0f"la=6
CFG(4IMx
两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。
v+ "9&
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。、
PGA `R
}PzHtA,V
I GB)
2. 柱状光栅介质
>7 qZ\#
在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。
L4{+@T1A[
这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。
zI'c 'X1,
fi'\{!!3m^
在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上
PB!*&T'!
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。
[W=6NAd
注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。
D>K=D"
请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。
DpQ:U 5j
选中的界面以红色高亮显示。
tFX!s;N[
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。
qoOq47F
YH{FTVOt{C
可以在光学设置编辑器中更改此材料。
J;Eg"8x]
TFtD>q X
pR3K~bx^
堆栈周期允许控制整个配置的周期。
KHoDD=O
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。
Z)G@ahOQ
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#sB*
o*xft6U
3. 柱状光栅介质参数
6<9gVh<=w
通过以下参数定义柱状光栅:
C^ Oy.s
R9InUX"k
基材(凹槽的介质)
YT)@&HaF
柱状材料(脊的材料)
lNB<_SO
柱的形状(矩形或椭圆形)
%SwhNn
x方向(水平方向)柱距
`yrJ }f
y方向(垂直方向)柱距
\(ju0qFqH
行移(允许行位移)
n4/Jx*
光栅周期在x和y方向
I|)U>bV
^q/_D%]C
根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。
2E0$R%\
因此,它不能单独设置,框显示为灰色。
}&LLo
2~QN#u|UC3
R<e ~Cb-
4. 高级选项&信息
</|m^$v
在传播菜单中有几个高级选项可用。
jU=n\o=?
propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
r*t\F&D
可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。
nmUMg
这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。
QP!0I01
WS1#i\0
相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。
xRm~a-rp
Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。
8o!LgT5
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。
q 1+{MPJ
h|[oQ8)
此外,还提供了关于层数和转换点的信息。
01vKx)f
分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
'%[r 9w
定义的柱栅分解预览(俯视图)。
+XL|bdK
•VirtualLab建议将其离散化为2层(1层表示基底)。
!Q5NV4gd+
48n 7<M;I
Vi<F@ji
基于界面的定义类型
M]A!jWtE
(例如:截锥光栅)
i" >kF@]c8
1. 堆栈编辑器
ZGQz@H5
YY 8vhnw
2. 截锥光栅
0 LIRi%N5*
在本例中,使用了“截锥光栅界面”。
\Culf'iX
这种类型的界面可以模拟圆形的高透射结构。
Q ;$NDYV1
在本例中,锥体是由位于同一材料基体上的熔融二氧化硅制成的。
9u] "($
?TY/'-M5
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。
?eri6D,86w
注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。
&