| infotek |
2023-12-14 08:08 |
二维周期光栅结构的配置
摘要 A 9tQb: vO4
&ZQ>6 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。 06Uxd\E~ [attachment=123855] #NL1N_B 1. 本案例主要说明: jh8%Xu]t 如何在光栅工具箱中配置二维光栅结构,通过: =4Ex'
%%(U - 基于介质的定义类型 |'KNR]:
N - 基于表面的定义类型 gVq{g,yi 计算前如何改变高级选型并检查定义的结构。 bXC
0f:L 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。 {v]>sn;P1 U*a!Gn7l 2. 光栅工具箱初始化 aty
K^*aX 初始化 F1%'
zsv - 开始→ w_|WberU 光栅→ (G$m}ng 一般光栅光路图(3D光栅) 4]
DmgOru% QMfYM~o [attachment=123856] *FG@Dts^& 注意:对于特殊类型的光栅,如柱状光栅,可以直接选择特定的光路图。 2d1'!B
zDA KJpM?: 3. 光栅结构配置 OpH9sBnA 首先,必须先定义基底的厚度与材料 !' sDqBZ&7 在VirtualLab中,光栅结构有一个所谓的堆栈进行定义 eJy@N 堆栈可以附属在基底的一侧或两侧。 fylaH(LER 例如,堆栈选择附属在第一表面。 YnI [attachment=123857] L<Lu;KnY6 基于介质的定义类型 CQtd%'rt6 (例如:柱状光栅) qw_qGgbl 1. 堆栈编辑器 +d'h20 在堆栈编辑器中,可以从库中增加和插入界面和介质。 Ogjjjy84vM 为了以特殊材料定义光栅,必须添加两个平面界面作为边界。 \sRRLDj% MGmtA( [attachment=123858] vDBnWA }.T$bj1B;V 两个平面界面间的介质可以使均匀的,也可以是调制的。 (.n"
J2qj 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。、 9Pem~< [attachment=123859] ~$Mp >ZB2W ZFdQZ=.' 2. 柱状光栅介质 &Vonu* 在库目录“LightTrans Defined”中,在柱状介质库中可以找到铬柱。 DF&C7+hO 这种类型的介质可以模拟柱状结构以及衬底上的销孔。 txL5'mK [attachment=123860] Bj]0Cz 在本例中,由铬组成的矩形柱位于熔融石英基底上 H=yD}!j 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。 2%@j<yS 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 !P:hf/l[B 请注意:界面的顺序总是从基板的表面开始计算。 F^Q 选中的界面以红色高亮显示。 2r*
o 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。 BtqJkdK!;1 [attachment=123861] IGB>8$7 可以在光学设置编辑器中更改此材料。 j+c)% cF/FretoO [attachment=123862] Jk1Up2#B 堆栈周期允许控制整个配置的周期。 @Sv
?Ar 对于具有二维周期性的光栅,周期必须在x和y方向上定义。 @9c^{x\4 该周期也用于FMM算法的周期性边界条件。对于简单的光栅结构,建议从介质周期中选择“相关的”(Dependent)选项,并选择适当的周期介质指数。 Gwvs~jN [attachment=123863] U}qW9X;o 3. 柱状光栅介质参数 v4ueFEY 通过以下参数定义柱状光栅: ' bT9AV% [attachment=123864] m&$H?yXW> 基材(凹槽的介质) ,*%8*]<= 柱状材料(脊的材料) N[42al 柱的形状(矩形或椭圆形) )FHaJ*&d x方向(水平方向)柱距 [J*)r8ys y方向(垂直方向)柱距 e3Lf'+G\ 行移(允许行位移) c9'#G>&h~^ 光栅周期在x和y方向 glv(`cQ [attachment=123865] JT:9"lmJz, 根据柱栅的尺寸和距离自动计算柱栅的周期。 <~Y4JMr" 因此,它不能单独设置,框显示为灰色。 |H@M- [attachment=123866] B\("08x \?C(fpR 4. 高级选项&信息 TVjY8L9'h 在传播菜单中有几个高级选项可用。 [&zP$i& propagation method选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 D!X{9q}S1 可以设置每个方向上考虑的总阶数或倏逝波阶数。 F-=er e 这可能是有用的,尤其是如果考虑金属光栅。 ,3Wa~\/Q [attachment=123867] c`t1:%S 相反,对于电介质光栅,默认设置就足够了。 7'&Xg_ Advanced Settings选项卡提供关于结构分解的信息。 -J[D:P.Z 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。 #~#_)\l'F [attachment=123868] ;bA9(:? 此外,还提供了关于层数和转换点的信息。 c~tkY!c 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。 V*)6!N[5 定义的柱栅分解预览(俯视图)。 P!vBS"S •VirtualLab建议将其离散化为2层(1层表示基底)。 xw=B4u'z d?S<h`{x [attachment=123869] Sqb#U{E 基于界面的定义类型 _@@S,(MA (例如:截锥光栅) ;=n7 Z 1. 堆栈编辑器 8F@6^9C [attachment=123870] !?+3jzG 2. 截锥光栅 f9&D1Gh+w 在本例中,使用了“截锥光栅界面”。 -(59F 这种类型的界面可以模拟圆形的高透射结构。 k(7!W 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。 qt1#P [attachment=123871] [UI
bO@e 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。 JTb<uC 注意:堆栈编辑器总是提供x-z平面的横断面视图。 (nc fR 请注意:界面的顺序总是从基底的表面开始计算。 Q2NS> [ 选中的界面以红色高亮显示。 BShZ)t 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。 =djzE`)0 这种材料可以在光学设置编辑器中更改。 @.g4?c [attachment=123872] ~M\s!!t3 此外,锥体的材料会自动从界面之后的材料中取出。 T&S< | |