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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 vhPlH0 • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。 )7 q"l3e"u • 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。 aX`uF<c9 XVkw/l 初始化光栅工具箱 _aR{B-E • 初始化 0KnL{Cj − 开始菜单栏 (Start) g3].STz6w 光栅菜单栏(Grating) u"q56}Q?] 通用光栅光路图(三维光栅) General Grating Light Path Diagram(3D Gratings) hH 5}%/vF
[attachment=127573] • 提示:对于特殊类型的光栅,例如柱形光栅, x(._?5 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路 0u1ZU4+EC 图(三维光栅)(Pillar Grating Light 0S^&A?$= Path Diagram(3D Gratings)) A+="0{P 5]>*0#C
S 设置光栅结构 +=jS! O`c+y • 首先,需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。 D3cJIVM • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。 KEtV • 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] /1MmOB • 例如,图中在前表面添加了堆栈(stack)。 ^#d\HI
[attachment=127575] 基于材料定义光栅的类型(例程: 柱形光栅) 9T;4aP>6j# 堆栈编辑器 :a6LfPEAX q)i %*IY UB.1xcI 在堆栈编辑器(Stack Editor)中,界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。 7Y9#y{v1 • 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。 ao2^3e
[attachment=127576] O;~e^ <* 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)。 is4}s,]$6 • 使用调制介质,就可以非常有效地描述复杂光栅结构,如柱形光栅。[attachment=127577] [attachment=127578] 柱形光栅介质 hE|P|0U,n sqrLys_S • 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。 (da`aRVDp • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。 B:Ts_9* • 此例程中,矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。 )GkJ%o#H2 • 在堆栈编辑器的视图中,不同材料根据折射率的高低表示为不同深浅的颜色 RNi%6A1 (颜色越深,折射率越高)。 zbmC?2$ • 注意:堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。[attachment=127579] "iA0hA pR$(V4> • 请注意:界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。 x"{aO6M • 选中的界面会以红色突出显示。 F{0\a;U@^
[attachment=127580] • 此外,无法在此处定义光栅前面的介质(指 P9/ (f$ = 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。 /~Y\KOH| • 可以在光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。[attachment=127581] WeM38&dWY 7v*gwBH • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。 ysz =Xw • 对于二维周期性光栅,必须在x和y方向分别定义周期。 2)n`Bd • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。 uZC=]Ieh • 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。 rP:g`?*V
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