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2024-04-02 08:22 |
构造二维周期性光栅结构
复杂光栅结构被广泛应用于光谱仪、近眼显示系统等领域。VirtualLab Fusion 软件用傅立叶模态法（FMM,或者RCWA）一种简易的仿真方法来严格分析任意的光栅结构。使用图形用户界面，可以设置堆栈的几何图形，从而生成复杂的光栅结构。 此例程主要用于构建具有二维周期性特征的光栅。[attachment=127572] • 光栅工具箱中构建二维光栅的方法 − 基于介质定义的类型 − 基于界面定义的类型 KXEDpr
• 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 85U ')LY
• 提示：在VirtualLab软件中的光栅结构中，表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的，层状光栅（一维周期性）被称作二维光栅。 /
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^NB @wuf7
初始化光栅工具箱 <(rf+Ou>I
• 初始化 }R#YO $J7
− 开始菜单栏 (Start) <S'5` -&
光栅菜单栏(Grating) u 9Wi@sO#
通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) JTw \5j
[attachment=127573] • 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅， xWX1P%`
可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 IKhpe5}
图（三维光栅）(Pillar Grating Light 6@`Y6>}$_
Path Diagram(3D Gratings)) %xE\IRlR
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设置光栅结构 .l$'%AG:~
(,~gY=E+
• 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 &DC
o;Ij;
• VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 f)x^s$H
• 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。[attachment=127574] ;W6P$@'zs
• 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。 'ojI _%9<
[attachment=127575] 基于材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅） 4R5+"h:
堆栈编辑器 *k:Sg*neVq
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ZSj^\JU
在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 "71@WLlN
• 为了用一种特殊的介质定义光栅，需要添加两个平面界面，作为介质的边界。 iJ
HOLz"!
[attachment=127576] ` z<k7ig
两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。 ]J\to s Ti
• 使用调制介质，就可以非常有效地描述复杂光栅结构，如柱形光栅。[attachment=127577] [attachment=127578] 柱形光栅介质
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]r;-L x{F
• 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 O-r,&W
• 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 vy?Zz<c;
• 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 B`,4M&
• 在堆栈编辑器的视图中，不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 #8P9}WTno.
（颜色越深，折射率越高）。 [!E pv<G
• 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。[attachment=127579] #% PnZ
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• 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 Iuk!A?XV
• 选中的界面会以红色突出显示。 JiL%1y9|
[attachment=127580] • 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指 &UtsI@Mu
最后一个界面后的介质）。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。 o@6:|X)7
• 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。[attachment=127581] W%@L7 xh
ZW\}4q;[A
• 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 4%/iu )nx
• 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。 B.nq3;Y
• 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 QEIu}e6b
• 对于简单的光栅结构，建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项，并选择合适的周期性介质的序号。 .c~`{j}
[attachment=127582]
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