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2023-09-05 08:25 |
超构光栅构建——实例讨论
摘要 p%DU1+SA o GuAF q 超构光栅通常由具有空间变化参数的纳米柱组成,与传统光栅相比,它具有优越的性能。可以借助支柱介质在 VirtualLab Fusion 中设置此类光栅,在本例中,我们将展示如何正确配置超构光栅设置。这包括介质、材料的配置、支柱的几何形状以及支柱的空间分布。还给出了有关空间频率数量设置的附加提示。 $8\u MG?,,8s O
?UsCSJ1V 6kAAdy}ck 超构光栅结构和建模 a2P)@R /EjXyrn2
,`f]mv l |dR}S!fmG VirtualLab Fusion提供: O#D{:H_dD> Pillar Medium (General),用于构建超构光栅和其他类似结构,以安排圆形/矩形纳米柱的分布; W&hW N9iR Fourier modal method (FMM)用于严格分析由此配置的超构光栅在衍射效率,偏振灵敏度等方面的性能。 NK0'\~7& [/a
AH<9b 光栅周围介质 &~*](Ma 2"D4q (@
(\ab%M q/@2=$]hH3 • 光栅前后的介质在光学设置编辑器中设置。 Z@s[8wrmPl • 这些介质必须根据调查的实际 情况进行配置。 >haihT • 作为光栅效率分析的惯例,衬底与周围介质之间的菲涅耳损耗通常被忽略(即结构衬底的介质与其背后的介质应相同)。 2E1`r@L _y4O2n[e 光栅堆栈内部材料 "qgwuWbM fXMY.X>f
.57p4{ ,zgz7 • 超构光栅堆栈由Pillar Medium(General)和从两侧夹入介质的两个平面接口组成。 b-ss^UL • Pillar Medium(General)的配置对话框中,有两种材料需要配置:柱子的材料和填充柱子间空间的材料。 7(}'jZ • 这两种材料的配置都独立于系统中的任何其他材料。这意味着实现对物理现实的正确描述(即嵌入介质与填充柱子之间空间的介质一致)是用户的责任。 /4T6Z[=s (
v*xW. 单柱几何配置 ,8r?C !m] rR6}
3CD#OCz7& 5Npxs&Ea 柱子的分布 P2vG)u k9%o{Uzy
W5Jw^,iPd • 各柱子在分布(超构结构周期)中的横向位置(x, y)和直径可以自由配置。 |$\K/]q- • 有几种方法可以做到这一点: /3M8;>@u • 逐个柱子,手动; >@7$=Y>D • 一次性定义在等距网格; 4s7
RB • 使用导入的数组,其中包含定义每个柱子的横向位置和直径的数据。 m ""+$ • 柱子的位置可以任意变化,无论是直接,或偏离其原始位置。 ]EKg)E Y\9}LgIvr 数值参数设置 u\Cf@}5( - VJx)g
y"yo\IDW X\`']\l • 为了从FMM/RCWA模拟中获得收敛的结果,必须使用足够多的空间频率。 =!t;e~^8] • 对于超构光栅(通常由阵列,1D或2D柱组成),我们建议执行收敛测试,以确保算法的数值收敛。 ah*{NR) • 对于1D超构光栅(例如,blazed超构光栅),应分别检查x和y方向所需的空间频率数量。 _^W;J/He oMN<jAU. 例1:一维Blazed 超构光栅 PIU@}:} x|m9?[
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WO.u{vW]' see the full Application Use Case 1(@$bsgu2 aVu!Qk=Z/ 柱子几何及分布 Fq~uuQ {.2\}7.c
AJ%E.+@=r |RL#BKC` 空间频率数 c*r H^Nz Zp)=l Td
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,472H 例2:二维光束分离超构光栅 7_\F$bp` wj6u,+ 材料和介质的配置 SAdT#0J k&ooV4#f6
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