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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 ?[]jJ • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 aX,6y1 • 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。 C2CR#b=)i Nwj M=GG 初始化光栅工具箱 q`VkA
\ • 初始化 x4i&;SP0 − 开始菜单栏 (Start) \9fJ)*- 光栅菜单栏(Grating) ( Sjlm^bca 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) Yl&bv#[z
[attachment=127573] • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, >Hu3Guik] 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 C#V_Gb 图(三维光栅)(Pillar Grating Light !K-qoBqKM Path Diagram(3D Gratings))
s)jNP\- 2# 设置光栅结构 =Fc}T% Q@"}v_r4 • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 #_Zkke~{ • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 ]SAGh|+xl • 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] ~Ede5Vg!!2 • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 :IX,mDO
[attachment=127575] 基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) l,6' S8= 堆栈编辑器 L&KL]n (}5};v n/Dg)n? 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 d}aMdIF!e • 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。 {e$@i
[attachment=127576] bXvriQ.UH 两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。 SKF0p))BJ • 使用调制介质,就可以非常有效地描述复杂光栅结构,如柱形光栅。[attachment=127577] [attachment=127578] 柱形光栅介质 ?E,-P!&R #)#J`s1R • 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 l,9rd[ • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 d;,Jf*x\ • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 KRX\<@ • 在堆栈编辑器的视图中,不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 Y[|9
+T (颜色越深,折射率越高)。 .+mP#<mAg • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。[attachment=127579] /U,(u9bq t%%zuq F` • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 <`WDNi$Y • 选中的界面会以红色突出显示。 DQ}&J
[attachment=127580] • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 \x<,Ma=D 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。 IAWs}xIly • 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。[attachment=127581] b'C#]DorE p(-EtxP • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 m7`S@qG • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 vTo+jQs^ • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 ;s #I b_ • 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。 )Y&B63]B
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